動(dòng)態(tài)校正—pi調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

1、5.4.35.4.3動(dòng)態(tài)校正動(dòng)態(tài)校正——PIPI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，首先應(yīng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，基本部件選擇和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算，這樣就形成了基本的閉環(huán)控制系痛，或稱原始系統(tǒng)。然后應(yīng)該建立原始系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，檢查它的穩(wěn)定性和其他動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。如果原始系統(tǒng)不穩(wěn)定或動(dòng)態(tài)性能不好，就應(yīng)該配置合適的校正裝置，使校正后的系統(tǒng)全面滿足性能指標(biāo)要求。校正的方式很多，而且對(duì)于一個(gè)具體的系統(tǒng)而言，能夠滿足性能要求的校正方案也很多，并不

2、是唯一的。常用的校正方法有很多：(1)串聯(lián)校正：將校正裝置串聯(lián)在系統(tǒng)的前向通道中來改善系統(tǒng)性能的校正方法。由運(yùn)算放大器組成一定的有源校正網(wǎng)絡(luò)，傳遞函數(shù)相乘，處理方便，在機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用最多。比例校正傳函超前校正傳函0110()()UsRUsR?控制系統(tǒng)采用串聯(lián)超前校正主要用來補(bǔ)償系統(tǒng)的相位滯后以改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加穩(wěn)定裕度減少伺服系統(tǒng)的速度誤差提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)。也常用來抵消系統(tǒng)前向通道中不希望有的極點(diǎn)，拓寬系統(tǒng)的通頻帶。需要注意的是

3、：當(dāng)信號(hào)夾雜噪聲干擾時(shí)，串入有源超前校正時(shí)要特別注意防止噪聲將信號(hào)通道阻塞。一階滯后環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)采用串聯(lián)滯后校正主要用來提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；又可用來限制系統(tǒng)的通頻帶；當(dāng)系統(tǒng)前向通道受干擾作用時(shí)，在擾動(dòng)作用點(diǎn)之前給系統(tǒng)串入純積分環(huán)節(jié)，就可補(bǔ)償緩慢變化的干擾對(duì)系統(tǒng)的影響，但他將使系統(tǒng)的相位滯后，快速性變差，引起條件穩(wěn)定問題。一階微分環(huán)節(jié)傳函積分環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)02111()(1)()ppUsKTsKRRTRCUs????0212()1()1pi

4、pUsKUsTsKRRTRC????01()1()iUsUsTsTRC??AAAAAA與與與0211221()()1iUsTsTRCTRCUsTs????01()1()iUsTRCUsTs??的情況下，提高系統(tǒng)的誤差度階次。B引入微分當(dāng)則將21(1)bWWsTs????與與則得校正后的傳函為2bWW與與與與其中微1()111sTsTsTs????????()T???分時(shí)間常數(shù)上式組合的傳遞函數(shù)為PD調(diào)解器。還可以將比較簡(jiǎn)單的校正裝置組合

5、成比較復(fù)雜的裝置，例如并聯(lián)組合，其等效的傳遞函數(shù)為1)1)Tss?????與與與適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，可獲得二階微2()(1)111TTsssTsTs????????????????????????????????????分環(huán)節(jié)（反諧振濾波器），用來對(duì)消系統(tǒng)中不希望的共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)（如對(duì)消結(jié)構(gòu)諧振點(diǎn)）。c.補(bǔ)償不穩(wěn)定零（極）點(diǎn)當(dāng)系統(tǒng)前向通道中某部分傳遞函數(shù)包含虛軸右邊的零點(diǎn)需要補(bǔ)償時(shí)，可用并聯(lián)校正來補(bǔ)償。例如則并聯(lián)組合的傳遞函數(shù)為2()(1)(1

6、)WssTs????()bWsa?只要適當(dāng)選取參數(shù)則右零點(diǎn)被補(bǔ)償?shù)簦@是(1)11111TaassaaTsTs?????????????????aTa??與與其他校正方法無法實(shí)現(xiàn)的。需要說明的是，并聯(lián)校正對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的敏感性無抑制作用。(3)反饋校正：所有的伺服控制系統(tǒng)，都是基于反饋控制原理，從廣義上講，都屬于反饋校正系統(tǒng)。這里所說的反饋校正特指負(fù)反饋校正（正反饋校正在系統(tǒng)中用得不普遍，因它易造成系統(tǒng)發(fā)散），把與系統(tǒng)輸出變量的一次微分

7、、二次微分成比例的信號(hào)進(jìn)行局部反饋。a.抑制干擾：當(dāng)系統(tǒng)前向通道中被負(fù)反饋校正所包圍的部分受到干擾作用時(shí)，負(fù)反饋校正能起到一定程度的抑制作用，這種抑制作用隨反饋的加強(qiáng)而增強(qiáng)。下圖中外加擾動(dòng)f對(duì)局部閉環(huán)輸出Y的影響可用下式描述2121FKYfKKK??只要負(fù)反饋?zhàn)饔煤軓?qiáng)（不一定反饋系數(shù)很大），在干擾作用點(diǎn)之前，局部閉環(huán)的前向通道增益足夠大，亦可達(dá)到抑制干擾的目的。b.減小時(shí)間常數(shù)，實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置：減小負(fù)反饋所包圍的環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)，改變傳遞函