Ⅰ 试设计一个串联校正装置
对是的
你这种都加进去叫
串联滞后-超前校正
将两种方法的优点进行综合
请参考自动控制原理中的串联校正
Ⅱ 什么是pid校正
PID校正装置(又称PID控制器或PID调节器)是一种有源校正装置,它是最早发展起来的控制策略之一,在工业过程控制中有着最广泛的应用,其实现方式有电气式、气动式和液力式。与无源校正装置相比,它具有结构简单、参数易于整定、应用面广等特点,设计的控制对象可以有精确模型,并可以是黑箱或灰箱系统。总体而言,它主要有如下优点: (1)原理简单,应用方便,参数整定灵活。 (2)适用性强。可以广泛应用于电力、机械、化工、热工、冶金、轻工、建材、石油等行业。 (3)鲁棒性强。即其控制的质量对受控对象的变化不太敏感,这是它获广泛应用的最重要的一原因。因为在实际的受控对象,例如由于受外界的扰动时,尤其是外界负荷发生变化时,受控对象特性会发生很大变化,为得到良好的控制品质,必须经常改变控制器的参数,这在实际操作上是非常麻烦的;又如,由于环境的变化或设备的老化,受控对象模型的结构或参数均会发生一些不可知的变化,为保证控制质量,就应对控制器进行重新设计,这在有些过程中是不允许的。因此,如果控制器鲁棒性强,则就无须经常改变控制器的参数或结构。 目前,基于PID控制而发展起来的各类控制策略不下几十种,如经典的Ziegler-Nichols算法和它的精调算法、预测PID算法、最优PID算法、控制PID算法、增益裕量/相位裕量PID设计、极点配置PID算法、鲁棒PID等。
Ⅲ 控制系统校正方法的基本方法
常用的基本方法有根轨迹法和频率响应法两种。
①轨迹法设计校正装置当性能指标以时间域量值(超调量、上升时间、过渡过程时间等)给出时,采用根轨迹法进行设计一般较为有效。设计时,先根据性能指标,在s的复数平面上,确定出闭环主导极点对的位置。随后,画出未加校正时系统的根轨迹图,用它来确定只调整系统增益值能否产生闭环主导极点对。如果这样做达不到目的,就需要引入适当的校正装置。校正装置的类型和参数,根据根轨迹在闭环主导极点对附近的形态进行选取和计算确定。一旦校正装置决定后,就可画出校正后系统的根轨迹图,以确定除主导极点对以外的其他闭环极点。当其他闭环极点对系统过渡过程性能只产生很小影响时,可认为设计已完成,否则还须修正设计。
②用频率响应法设计校正装置在采用频率响应法进行设计时,常选择频率域的性能如相角裕量、增益裕量、带宽等作为设计指标。如果给定性能指标为时间域的形式,则应先化成等价的频率域形式。通常,设计是在波德图上进行的。在波德图上,先画出满足性能指标的期望对数幅值特性曲线,它由三个部分组成:低频段用以表征闭环系统应具有的稳态精度;中频段表征闭环系统的相对稳定性如相角裕量和增益裕量等,它是期望对数幅值特性中的主要部分;高频段表征系统的复杂性。然后,在同一波德图上,再画出系统不可变动部分的对数幅值特性曲线,它是根据其传递函数来作出的。所需串联校正装置的特性曲线即可由这两条特性曲线之差求出,在经过适当的简化后可定出校正装置的类型和参数值。
不论是采用根轨迹法还是频率响应法,设计中常常有一个反复的修正过程,其中设计者的经验起着重要的作用。设计的结果也往往不是唯一的,需要结合性能、成本、体积等方面的考虑,选择一种合理的方案。
在控制系统校正装置的设计中,有时也采用巴特沃思极点配置法。采用这种方法时,把校正后控制系统的闭环传递函数取为如下期望形式:
上式的特点是:G(s)的分子为1,不包含零点;G(s)的分母为零的代数方程Bn(s)=0的根(即G(s)的极点)均匀地分布在 s的复数平面上以原点为圆心的左半单位圆上。图2画出的是n=1,2,3,4的情况。按巴特沃思法设计时,可先选择校正装置的类型,使校正后控制系统的传递函数中只有极点而无零点,然后进一步将其变换为上面列出的巴特沃思标准形,再通过简单的计算来定出校正装置的参数值。
Ⅳ 滞后超前校正网络的设计步骤,谢谢
先确定待复校正系统的wc和相制角裕度
选择待校正系统的对数幅频渐近线上斜率从-20到-40变化的点作为校正装置的超前校正频率wb。
根据要求确定校正后的wc',然后对数幅频渐近线上取wc'这一点在-20斜率上的数值等于20lgα,求出α。
这样最有一个未知量就是滞后矫正部分的频率wa,继续通过矫正要求的相角裕度,带入求得的wb,和α进行计算,就可以得到wa!
最后进行验证
Ⅳ 机械控制工程基础 什么叫系统校正,主要有哪些方法
常用的基本方法有根轨迹法和频率响应法两种。 ① 轨迹法设计校正装置 当性能指标以时间域量值(超调量、上升时间、过渡过程时间等)给出时,采用根轨迹法进行设计一般较为有效。设计时,先根据性能指标,在s的复数平面上,确定出闭环主导极点对的位置。随后,画出未加校正时系统的根轨迹图,用它来确定只调整系统增益值能否产生闭环主导极点对。如果这样做达不到目的,就需要引入适当的校正装置。校正装置的类型和参数,根据根轨迹在闭环主导极点对附近的形态进行选取和计算确定。一旦校正装置决定后,就可画出校正后系统的根轨迹图,以确定除主导极点对以外的其他闭环极点。当其他闭环极点对系统过渡过程性能只产生很小影响时,可认为设计已完成,否则还须修正设计。 ② 用频率响应法设计校正装置 在采用频率响应法进行设计时,常选择频率域的性能如相角裕量、增益裕量、带宽等作为设计指标。如果给定性能指标为时间域的形式,则应先化成等价的频率域形式。通常,设计是在波德图上进行的。在波德图上,先画出满足性能指标的期望对数幅值特性曲线,它由三个部分组成:低频段用以表征闭环系统应具有的稳态精度;中频段表征闭环系统的相对稳定性如相角裕量和增益裕量等,它是期望对数幅值特性中的主要部分;高频段表征系统的复杂性。然后,在同一波德图上,再画出系统不可变动部分的对数幅值特性曲线,它是根据其传递函数来作出的。所需串联校正装置的特性曲线即可由这两条特性曲线之差求出,在经过适当的简化后可定出校正装置的类型和参数值。 不论是采用根轨迹法还是频率响应法,设计中常常有一个反复的修正过程,其中设计者的经验起着重要的作用。设计的结果也往往不是唯一的,需要结合性能、成本、体积等方面的考虑,选择一种合理的方案。
Ⅵ 自动控制原理设计矫正装置
自动控制原理的
最快的时间,
最理想的
Ⅶ 常用的电气校正装置
控制工程中用得最广的是电气校正装置,它不但可应用于电的控制系统, 而且通过将非电量信号转换成电量信号,还可应用于非电的控制系统。控制系统 的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可 以补偿系统不可变动部分(由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分)在特 性上的缺陷,使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标 形式可以是时间域的指标,如上升时间、超调量、过渡过程时间等(见过渡过程), 也可以是频率域的指标,如相角裕量、增益裕量(见相对稳定性)、谐振峰值、 带宽(见频率响应)等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。 在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类 校正装置的特性可用它们的传递函数来表示,此外也常采用频率响应的波德图来 表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用,以满足不同要求的控制 系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中, 串联校正装置采用有源网络的形式,并且制成通用性的调节器,称为PID(比例 -积分-微分)调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。 自动控制原理课程设计 第一章 课程设计的目的及题目 -2- 一、课程设计的目的及题目 1.1 课程设计的目的 1)掌握自动控制原理的时域分析法,根轨迹法,频域分析法,以及各种补 偿(校正)装置的作用及用法,能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分 析,能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计,并调试满足系统的 指标。 2)学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。 1.2 课程设计的题目 已知单位负反馈系统的开环传递函数 0 K ( ) ( 1 0 ) ( 6 0 ) G S S S S ,试用频率法 设计串联超前——滞后校正装置,使(1)输入速度为 1 r ad s 时,稳态误差不大 于 1 126 rad 。(2)相位裕度 0 3 0 ,截止频率为 20 rad s 。(3)放大器的增益不 变。 自动控制原理课程设计 第二章 课程设计的任务及要求 -3- 二、课程设计的任务及要求 2.1 课程设计的任务 设计报告中,根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正 (须写清楚校正过程),使其满足工作要求。然后利用MATLAB 对未校正系统和 校正后系统的性能进行比较分析,针对每一问题分析时应写出程序,输出结果图 和结论。最后还应写出心得体会与参考文献等。 2.2 课程设计的要求 1)首先,根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正,使 其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环 传递函数,校正装置的参数T, 等的值。 2)利用MATLAB 函数求出校正前与校正后系统的特征根,并判断其系统是 否稳定,为什么? 3)利用MATLAB 作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线,单位阶跃 响应曲线,单位斜坡响应曲线,分析这三种曲线的关系。求出系统校正前与校正 后的动态性能指标σ%、tr、tp、ts 以及稳态误差的值,并分析其有何变化。 4)绘制系统校正前与校正后的根轨迹图,并求其分离点、汇合点及与虚轴 交点的坐标和相应点的增益 K 值,得出系统稳定时增益 K 的变化范围。绘制系 统校正前与校正后的Nyquist 图,判断系统的稳定性,并说明理由。 5)绘制系统校正前与校正后的Bode 图,计算系统的幅值裕量,相位裕量, 幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性,并说明理由。 自动控制原理课程设计
Ⅷ 求帮忙~~~自动控制原理的校正用根轨迹法怎么做啊 求例题 求步骤~~~
题目:某单位负反馈开环传递函数G(S)=1.06/S(S+1)(S+2),是用根轨迹法设计串联矫正,使静态速度误差系数为5s^(-1),并维持闭环主导极点不变。
准备知识:(1)增加开环极点可以使根轨迹右移(2)增加开环零点可以是根轨迹左移(3)开环偶极子的定义:开环系统中相聚很近(与其它零极点相比)的一对零极点,注意这个胡寿松书上的说法不是一样的,胡寿松的书上定义的是闭环偶极子(闭环零极点之间的距离比他们本身的模值小一个数量级),根轨迹校正用到的偶极子是开环偶极子,不能用胡寿松书上的定义,要不就没法做了(4)开环偶极子对根轨迹的影响:①开环偶极子远离原点,基本不改变根轨迹的形状,系统的稳定性和瞬态性能几乎不变②开环偶极子靠近原点,会较大的影响稳态性能,因为它能改变开环增益,我们知道增大开环增益可以减小稳态误差,具体有这样的关系:K’=[|z|/|p|]K K’是之后的开环增益,K是之前的增益,可见只要合理的调整零极点位置就可以增大开环增益,提高稳态性能,从这个表达式就可以看出来为什么不能用胡寿松书上定义闭环偶极子的方法来定义开环偶极子
根轨迹校正的步骤:(1)给定系统瞬态性能确定主导极点的位置(2)绘制未校正的系统根轨迹。若希望的主导极点不在根轨迹上,说明靠调整开环增益不能满足性能指标要求,需要适当校正装置来改造根轨迹,使其通过希望的主导极点(3)校正后的系统根轨迹通过希望的主导极点,还要检验相应的开环增益是否能满足要求。若不满足,可以在原点附近增加开环偶极子来调节开环增益,同时保持根轨迹仍通过希望的主导极点
好吧,我们来看看这个题:条件(1)G(S)=1.06/S(S+1)(S+2) (2)K’v=5(K’v是校正后的速度误差系数) (3) 维持闭环主导极点不变 ①Kv=limsG(s)=0.503<5 速度误差系数过小,我们可以通过增加开环偶极子的方法来增大开环增益,开环增益就等于Kv ②校正后开环增益是校正前增益的10倍 ③[|z|/|p|]=10就可以满足要求了 ④为了满足闭环主导极点不变这个原则,我们要使得增加的开环偶极子远离闭环主导极点,这个闭环主导极点可以算出来的 ⑤比如我取校正环节为s+0.05/s+0.005 这个我没具体计算是否合适,反正他们远离主导极点就OK了,而且还要靠近原点,因为我们用的就是这一点。 这个题目的要求还是比较宽松的,没有个给那么多的要求,相对来说简单一点,关于根轨迹校正这一块胡寿松上没讲,不过其本质还是超前,滞后校正。