实际中串联校正的方法用的更多。 一旦控制任务给定；对象一定、选择了测量元件和放大、执行元件以后，整个系统的基本组成就一定了。除了放大倍数可作部分调整外，其余都不可以变动。称系统的不变部分。 （2）、PID控制器 应用注意事项； 问题简单的调整放大倍数不可能满足所有系统的性能指标，需要添加其它元件来改善系统的性能，称为系统的校正元件 所谓零极点对消； 是采用一个位置相同的补偿器零点（极 要求 取 串联校正 点），对消掉被控对象中的主导极点（零点）然后把希望 的系统极点添加到补偿器的分母中。 并联校正 4、PID控制器 并设校正传函为 则校正后开环为 （1）、PID控制器可以采用几种形式 ②、所要被抵消掉的零极点必须s在平面的左半平面。但由于模型的不准确性限制了此方法的应用。因模型一般为近似模型。 比例P控制器Kp 得 校正前 取 比例微分PD控制器 PID控制可以用于补偿系统达到大多数特性参数的要求。是目前在过程控制中用的最广泛的控制器。 校正后 比例积分PI控制器 ③、另外，零极点对消虽然在闭环输入输出传函中不再出现，但在其它的传递函数中有可能再出现 全PID控制器 自然满足给定的性能指标 （2）、比例P控制能满足系统某一方面的特性要求 （比如扰动对输出传递函数）。 （3）、微分D控制有增加阻尼的作用。 实际当中普遍采用的串联校正控制器 （4）、积分I增加系统的稳态精度（系统增型）。
PID控制器 P.222 Ziegler-Nichols方法 解、 不可变部分具有以下特点； 闭环极点 分析 稳定。 系统过渡过程由 闭环阶跃响应没有超调。 利用根轨迹和波特图可确定 画根轨迹得 利用给定方程 设计结束。
校正后 校后 未校 修正后 红线代表修改KI至4.5时的情况。 校正前 适当调整控制器结构参数可得到 更加理想的效果。
被控对象 解析法求解PID参数 已知 给定的性能指标为 确定给定性能指标下的PID参数 按照计算公式 参数 最方便 方法； 给定稳态误差 则若系统 原来是n型的，加入PID后， 结果为 系统变成 型。 而误差常数 可求出 验证校正后的系统 是否满足要求? 给定 可确定闭环 ，而闭环 等于开环 ，而希 望的相角裕量 ), 可求得 g ；且在 处、开 、这样在 已知的情 环系统增益应为1；相角为； 况下有； 求得 、采用PID控制， 技术指标要求 由 解； 则 先求
不符合要求 调整结构参数 Ki不能动，关系到稳态误差 Kp放大4倍，Kd放大2.5倍后的结果
PD控制器的设计 PD控制应用普遍， 积分控制增加了系统的极点 ，使系统向不 稳定的方向发展， 多用于系统增型。 环节，相当于 增加开环零点，使得系统朝稳定方面发展。 实际情况是微分项总有一个极点与其相关联。在这种情况下，可把 PD控制器看成超前补偿器 PD控制常可以实现直接对输出变化速度的测量，此时微分 常用法； 一般将微分环节添加在反馈通道中，特别是在增加阻 本例中若采用上所示的补偿形式；其单位阶跃响应曲线超调量只 为 项常放在微分控制的内环中。如图所示； 尼比的情况下。 ，这是因为速度负反馈没有增加额外的零点。 例； 已知 满足下列特性要求； 解； 利用前面的解析法求解PID参数的方法求解 此时 解得 验证、满足要求否。 由于微分器中的固有噪声问题，不能构成一个纯微分环节
超前校正网络 关键思路：让 ω m= Lc(ωm)=10lga Gc(s)= 1+aTs 1+Ts a﹥1 低频段：1 (0dB) aT 0o 1/aT 1/T 低频段：1 (0dB) 1 aT 1 T 转折频率： 20lga 斜 率： 10lga [+20] [-20] ω=0 ω=∞ 0o +90o 0o -90o φm 0o dφc(ω) dω = 0 令 ωm ωm= 1 aT T = 1 T 关键思路：让 ω m= 得 φm=arcsin a-1 a+1 Lc(ωm)=10lga
ω=10 Lc(ω)= 20lgb 迟后校正网络 Gc(s)= 1 时 bT c(ω) ≈ -5o~ -9o j 1+bTS 1+TS ω=0 ω=∞ 低频段： 1 (0dB) 0o +90o 转折频率： 1 bT T 0o -90o 1 bT 斜 率： [+20] [-20] 0o ω=10 1 bT 时 c(ω) ≈ -5o~ -9o j Lc(ω)= 20lgb
迟后-超前校正网络 [-20] [+20] -10lgα -20lgα φm
超前校正网络设计 例题6-3设控制系统如图所示， 要求：1单位斜坡输入时， 位置输出稳态误差 2开环截止频率 相角 裕度 2开环截止频率 相角 裕度 3幅值裕度 。试设计串联 超前校正网 。 超前校正网络设计 解：
滞后校正网络设计 例题6-4设控制系统如图所示， 若要求：1校正后静态速度误 差系数等于 2相角裕度 幅值裕度 3截止频率 试设计串联校正装置 滞后校正网络设计