系统校正是指在控制系统中通过增加附加装置或调整参数,改善系统性能的方法。其核心目的是弥补系统固有特性的不足,使系统满足预定的动态和稳态性能指标。以下是系统校正的详细说明:
一、系统校正的定义
系统校正是在控制系统中引入新的环节或改变原有参数,以调整系统的频率响应、稳态误差、动态性能等指标。例如,通过增加积分环节减少稳态误差,或通过相位校正提高系统稳定性。
二、校正的目的
稳态性能:
减少稳态误差(如比例积分校正)、提高静态误差系数;
动态性能:
调整截止频率、相位裕度、超调量及调节时间;
稳定性:
改善系统的相角裕度,防止振荡。
三、校正方案的分类
根据校正环节在系统中的位置和性质,校正方案主要分为以下几种形式:
串联校正 位置:
串联于系统前向通道,靠近测量环节;
类型:
增益调整(如比例增益K);
相位超前/滞后校正(如引入相位校正器);
PID调节(比例-积分-微分控制)。
反馈校正 位置:
接在系统局部反馈通道(如输出或中间环节);
类型:
串联反馈(如比例-积分-微分环节);
并联反馈(如观测器)。
前馈校正 位置:
独立于反馈回路,直接作用于输入;
用途:补偿系统参数变化(如温度补偿)。
复合校正 形式:
串联、反馈、前馈等多种校正方式组合使用。
四、校正方法的应用场景
调速系统:优先保证稳态精度(串联比例-积分校正);
随动系统:侧重快速响应(调整截止频率和相位裕度);
高频系统:减少相位滞后(相位超前校正)。
五、校正参数调整方法
根轨迹法:适用于时域性能指标(如稳态误差);
频率校正法:适用于频域性能指标(如截止频率、相位裕度)。
通过合理选择校正方案和参数,可有效提升控制系统的整体性能,满足工程应用需求。