复合校正
在自动控制中,串联校正和反馈校正,在一定程度上可以使校正系统满足给定的性能指标的要求。但是,对于控制系统中存在强扰动,尤其是低频强扰动,或者对系统稳态精度和响应速度要求很高时,则一般的反馈控制校正方法难以满足要求。所以我们需要利用反馈控制相结合的方法来消除低频扰动,改善系统性能。
目前在工程实践中,例如在高速、高精度火炮控制系统中,一般采用前馈控制和反馈控制相结合的校正方法,即复合校正。
复合校正是一种按不变性原理进行控制的方式 。其实质是一种把顺馈控制和反馈控制有机结合起来的校正办法 。它的优越性体现在能够比较容易地解决一般反馈系统校正方法产生的稳定与精度的矛盾。
在反馈系统中,又可以分为两种,一种是正反馈,另外一种则是负反馈。凡反馈信息的作用与控制信息的作用方向相反,对控制部分的活动起制约或纠正作用的,称为负反馈。 在自动控制理论中,“反馈控制”是信号前向通道(或称前向通路)和反馈通道进行闭路传递,从而形成一个闭合回路的控制方法。那么我们常见闭环控制系统就是一个比较典型的负反馈控制系统。与负反馈相反,凡反馈信息的作用与控制信息的作用方向相同,对控制部分的活动起增强作用的,称为正反馈。
强扰动情况下,若系统反馈控制机构负荷太大,容易出现掩蔽或者增益过大导致的传递函数失真。
而采用前馈补偿装置,并没有改变系统的特征方程,但可以减轻反馈控制的负担,适当降低反馈控制系统的增益,有利于系统的稳定。采用前馈补偿,首先要求扰动信号可以量测,其次要求前馈补偿装置在物理上是可实现的,并应力求简单。在实际应用中,多采用近似全补偿或稳态全补偿的方案。一般来说,主要扰动引起的误差,由前馈控制进行全部或部分补偿;次要扰动引起的误差,反馈控制予以抑制。
控制系统校正设计
时域指标:超调量、调节时间、上升时间、无差度、稳态误差、开环增益
频域指标:开环:截止频率、相稳定裕度、模稳定裕度
闭环:峰值比、峰值频率、频带宽度
对被校正目标首先求出稳态误差与校正网络传递函数
考虑使用简单的增益放大器GC(s) = K1,则系统误差eSS(∞) = 50/K1
为了提高系统的稳态精度,必须采用高增益,过高的增益对系统的稳定性和动态性能都会产生不利的影响。因此,必须采用较为复杂的校正网络。
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