系统的校正是指通过增加附加装置或调整参数,优化系统性能以满足设计要求的过程。具体来说,校正的核心目的是弥补系统固有特性的不足,提升动态和稳态性能指标。以下是详细说明:
一、校正的定义与目的
基本定义 校正是指在控制系统中引入新的部件或调整参数,改变系统结构或特性,以补偿固有系统的缺陷,使其满足预定的性能指标(如稳态误差、动态响应时间、相位裕度等)。
核心目标
- 动态性能: 调整系统的截止频率、相位裕度等参数,减少超调量、调节时间,提升响应速度。 - 稳态性能
二、校正的必要性
固有系统由于元件特性固定,通常无法完全满足工程要求。例如:
稳态误差:单纯调节放大系数难以消除,需通过引入积分或微分环节。
动态性能不足:需调整中频段参数以优化系统响应。
三、校正方法与分类
根轨迹校正法 通过分析系统极点分布,设计反馈回路以改善动态性能,适用于时域指标优化。
频率校正法
依据对数幅频特性调整系统参数(如PID参数),实现相位超前或阻尼增加,适用于频域指标优化。
其他方法
包括串联或并联校正装置(如RC电路、PID控制器)、硬件升级等。
四、典型应用场景
工业控制: 调整电机控制系统的PID参数以减少振动。 信号处理
机器人控制:优化关节驱动系统的动态响应。
五、校正的局限性
过度校正可能引入新的问题,如系统稳定性下降、参数过调等。因此,需根据系统特性权衡校正方案。
综上,系统校正是控制工程中不可或缺的环节,通过科学设计实现性能优化与稳定性平衡。