了完全微分的不足解决了完全微分控制对阶跃性误差信号主要有阶跃给定引起在第拍会输出很大的控制量而在第拍后微分作用都为零的问题。.控制.控制由于很难获取被控对象的精确数学模型，所以用理论计算得到的参数应用到实际系统后，控制效果不会很好，甚至引起振荡。齐格勒尼柯尔斯是种工程整定方法，可以在不知道对象模型的前提下，确定参数。齐格勒尼柯尔斯调节律有两种方法，其目标都是使闭环系统在阶跃响应中，达到的最大超调量。描述•齐格勒尼柯尔斯整定法则第法通过实验获取开环系统的型响应曲线，通过型曲线的转折点画条切线，可以求得延迟时间和时间常数近似为带延迟的阶系统控制器类型齐格勒尼柯尔斯调整法则第种方法.控制器公式.控制闭环系统只采用比例控制作用，使从增加到临界值。控制器类型..齐格勒尼柯尔斯调整法则第二种方法第二法.控制例设被控对象的传递函数为串联校正采用控制器，其形式为试采用齐格勒尼柯尔斯调节律确定参数的值。若设计出的系统的超调量等于或大于，则应精确调整，使最大超调量减小到大约。控制器公式.控制习题.考虑个单位负反馈控制系统，其前向通道传递函数为.试应用根轨迹法设计个比例微分控制器，使得闭环系统的阻尼比.，且无阻尼自振频率.。.考虑个单位负反馈控制系统，其前向通道传递函数为试应用根轨迹法设计个滞后校正装置，使得静态速度误差常数，同时又不使原闭环极点位置有明显改变。原闭环极点位于,。.考虑个单位负反馈控制系统，其前向通道传递函数为试应用根轨迹法设计个校正装置，使得主导闭环极点位于,，并且使静态速度误差常数。习题.考虑个单位负反馈控制系统，其前向通道传递函数为试应用图法设计个超前校正装置，使得校正后系统的相角裕度，幅值裕度，带宽。其中，。试问已校正系统的谐振峰值和谐振角频率的值各为多少.考虑个单位负反馈控制系统，其前向通道传递函数为试应用图法设计个校正装置，使得校正后系统的静态速度误差常数，相角裕度，幅值裕度。.设已知位置随动系统不可变部分的传递函数为采用反馈校正方案，要求满足性能指标误差系数及单位阶跃响应的超调量，调整时间.幅值裕度。试应用图法确定反馈校正的参数。动态指标要求确定超前校正装置的参数第种情形给出了的要求值确定超前校正所应提供的最大超前相角求解的值确定•串联超前校正如果，说明值选择合理，能够满足相角裕度要求，否则按如下方法重新选择的值若，则正确，否则重新调整值。由求出的值。第二种情形未给出的期望值确定串联超前校正所应提供的最大超前相角根据求出的值.图法根据求出根据求出的值。．验算性能指标对于三阶及其以上的高阶系统应该验证幅值裕度，并评价系统抑制干扰的能力。或.图法调用格式带惯性的控制器未知,带惯性的控制器已知,控制器例设被控对象的传递函数其设计要求，。试设计带有惯性环节的并联超前校正控制器。.图法说明,分别为原系统的开环传递函数的分子分母系数向量满足开环增益要求。为期望的相角裕度，为期望的剪切频率，为指定的图频率范围。返回值,为超前校正装置传递函数的分子分母系数向量。.图法设计校正装置的步骤如下根据，可得到利用方程可分为实部虚部两个方程，求出值其中置的基本步骤.根据给定的动态指标，确定串联超前校正部分的参数。.根据给定的稳态指标，确定串联滞后校正部分的参数。.验算性能指标。如果不满足预期指标，视具体情况适当调整校正环节的参数。例设被控对象的开环传递函数为其设计要求，，.，，，.，试确定串联超前滞后校正控制器的参数。.图法反馈的作用比例负反馈可以减弱为其包围环节的惯性，从而将扩展该环节的带宽负反馈可以减弱参数变化对系统性能的影响负反馈可以消除系统不可变部分中的不希望有的特性负反馈可以削弱非线性影响正反馈可以提高反馈环路的增益。在位置随动系统中，常常采用速度反馈这种形式来提高系统的控制性能。•反馈校正.图法设控制系统的方块如下所示，其中为反馈校正环节当时，内反馈环的传递函数为系统的开环传递函数为设计使上式与系统的期望幅频特性的中频段特性相致设，为反馈增益，为微分的阶次。为放大环节，为积分环节，开环传递函数可构造为.图法.图法根据给定期望闭环的时域指标求取期望的频域指标根据开环期望频率特性的频域指标，确定系统的中频段参数由于期望对数幅频特性穿越线，可得中频段增益取中频段的倒特性，即可求取校正环节的传递函数。.反馈校正装置的设计步骤.图法例火炮系统方框图下所示。试设计反馈校正环节，以满足下列要求.控制描述设连续控制器的传递函数为控制器具有由复数欧拉公式二图的解析设计方法例设被控对象的传递函数设计要求.用图解析法设计串联超前校正控制器.图法调用格式,说明输入变量和输出变量的定义与函数相同。.图法描述串联滞后校正的主要作用在不改变系统动态特性的前提下，提高系统的开环放大倍数，使系统的稳态误差减小，并保证定的相对稳定性。设滞后校正装置的传递函数为图的几何设计方法．根据稳态指标确定未校正系统的型别和开环增益，并绘制其图．根据动态指标要求确定滞后校正装置的参数•串联迟后校正第种情形给出了的要求值根据求出为了减少滞后校正对系统的影响，通常取并求出第二种情形未给出的要求值若相角裕度不足，找出满足可加的裕量的频率点作为校正系统的剪切频率，然后按第种情形处理。．验算性能指标.图法例设被控对象的传递函数为其设计要求，。例设被控对象的传递函数为其设计要求。..图法调用格式滞后校正控制器未知滞后校正控制器已知说明参数定义与函数相同。二图的解析设计方法采用这种方法设计校正装置，伯德图解析法滞后校正和超前校正的原理完全相同，可以采用求取校正装置的参数。例同例，且,用解析法设计串联迟后校正控制器。..图法•串联滞后超前校正,串联滞后超前校正装置的传递函数为.图法采用图法设计串联滞后超前校正装,同理.根轨迹法几何法串联超前校正函数,带惯性的控制器控制器.根轨迹法调用格式说明,分别为原系统的开环传递函数的分子分母系数向量。是满足性能指标的闭环主导极点。,为超前校正装置传递函数的分子分母系数向量。根据超调量调整时间误差宽度，求解闭环主导极点根据阻尼比无阻尼自振频率，求解闭环主导极点,根据闭环极点，求解阻尼比和无阻尼自振频率,常用设计函数例设单位负反馈系统的开环传递函数为系统期望性能指标要求.开环增益.单位阶跃响应的特征量试确定.带惯性的控制器的串联超前校正参数.控制器的串联超前校正参数.根轨迹法二根轨迹的解析设计方法设串联超前校正装置的传递函数为.确定所求的需满足的方程由复数欧拉公式.根据稳态性能和动态特性要求，确定和.根轨迹法.利用上述方程可分为实部虚部，确定未知数,例同例，试用根轨迹解析法确定超前校正装置。调用格式,说明其输入变量和输出变量的定义与函数相同。.根轨迹法.根轨迹法如果原系统具有满意的动态响应特性，但是其稳态特性不能令人满意，可以通过在前向通道中串联个滞后校正装置来解决，既增大了开环增益，又使动态响应特性不发生明显变化。根轨迹的几何设计方法.根据动态指标要求，确定闭环主导极点的希望位置.求取未校正系统根轨迹上的对应于闭环主导极点的环增益.计算期望的开环增益，并求取.确定滞后校正装置的和令取小于的正数。并验证否则重新选择。,或.验算性能指标.根轨迹法.根轨迹法调用格式说明,分别为原系统的开环传递函数的分子分母系数向量。是为了要达到期望的开环增益，原系统开环增益需要提高的倍数。是满足性能指标的闭环主导极点，为调整的幅角余量。,为超前校正装置传递函数的分子分母系数向量，为满足动态性能要求的未校正系统的根轨迹增益。例设单位负反馈系统的开环传递函数为指标要求开环增益单位阶跃响应的特征量，。试确定串联滞后校正装置的参数和二根轨迹的解析设计方法采用根轨迹的解析设计方法设计滞后校正装置与超前校正装置的方法相同，设滞后校正装置的传递函数为例同例,试采用解析方法确定串联滞后校正的传递函数。.根轨迹法.图法基本要求为了获得比较高的开环增益及满意的相对稳定性，必须改变开环频率特性响应曲线的形状，这主要体现为在低频区和中频区增益应该足够大，且中频区的对数幅频特性的斜率应为，并有足够的带宽，以保证适当的相角裕度而在高频区，要使增益尽可能地衰减下来，以便使高频噪声的影响达到最小。图设计方法的频域指标为。基本思路在图中的对数频率特性的低频区表征了闭环系统的稳态特性，中频区表征了系统的相对稳定性，而高频区表征了系统的抗干扰特性。在大多数实际情况中，校正问题实质上是在稳态精度和相对稳定性之间取折衷的问题。.图法图的几何设计方法．根据稳态指标要求确定未校正系统的型别和开环增益，并绘制其图．根据控制系统与仿真第十章基于传递函数模型的控制系统设计主要内容.概述.根轨迹法.图法.控制.概述设计要求用性能指标描述，主要包括稳定性动态性能阻尼程度超调量振荡次数阻尼比响应速度上升时间峰值时间调整时间稳态性能控制精度稳态误差控制系统具有良好的性能是指输出按要求能准确复现给定信号具有良好的相对稳定性对扰动信号具有充分的抑制能力。本章内容介绍基于传递函数模型的单输入单输出线性定常连续单位负反馈控制系统的设计问题。.概述校正方案反馈校正串联校正根轨迹法校正图法校正性能指标以频域量的形式给出时，用法比较合适时域指标包括期望的相角裕度幅值裕度谐振峰值剪切频率谐振频率带宽及反映稳态指标的开环增