控制系统设计-第六章概览与校正方法

"自动控制原理第六章控制系统设计，主要内容包括控制系统设计概述、常用校正环节以及基于频域法和根轨迹法的串联校正方法。由马磊教授在电气工程学院讲授，涉及到控制系统设计的主要步骤，如性能指标分析、系统数学模型建立、系统校正等。" 在自动控制原理中，第六章主要探讨的是控制系统的设计，这是实现精确控制和优化系统性能的关键环节。由马磊老师在电气工程学院讲解，本章内容包括以下几个方面： 1. 控制系统设计概述 - 主要步骤：首先，要分析性能指标，例如时域中的超调量（ess）、调节时间（Ts）和上升时间（Tr），以及频域中的增益（g）、相角裕度（wg）和幅值裕度（Mr）。这些指标是评价控制系统性能的重要标准。设计师需要根据系统需求和工艺条件来合理设定性能指标。 - 建立数学模型：根据系统结构图，通过分析法或实验测量法确定各环节的传递函数和参数。 - 检查性能：分析系统是否满足预设的性能指标，如果不满足则需进行校正。 - 系统校正：通过添加校正环节来改善性能，可能包括串联校正、局部反馈校正、前馈校正和复合校正等。 - 校正后评估：校正后再次检查指标，不满意则继续调整，直至满足要求。 2. 控制系统校正 - 校正方式：包括串联校正，可以影响整个系统的频率响应；局部反馈校正，只影响系统的一部分；前馈校正，用于补偿不可预见的扰动；以及输出和输入校正。 - 校正方法：为了提高静态性能，可以通过增加开环增益或引入积分环节；为了改善动态性能，通常会利用频率法调整频率响应特性，或者通过根轨迹法调整闭环极点的位置。 3. 基于频域法的串联校正 - 频率法是通过调整系统在频域的表现，如增益交叉点（gm）和截止频率（wc），来同时改善静态和动态性能。 4. 基于根轨迹法的串联校正 - 根轨迹法侧重于调整闭环极点的位置，以改变系统的动态响应，如超调量和调节时间。 控制系统设计是控制理论的核心部分，它涉及对实际系统的深刻理解，数学建模技能，以及选择和实施适当的校正策略，以确保系统的稳定性和性能。通过马磊老师的讲解，学生将能够掌握这些关键概念，并运用到实际的控制系统设计中。