校正与综合：概念与实践

设计一个自动控制系统一般经过以下三步：①根据任务要求，选定控制对象；②根据性能指标的要求，确定系统的控制规律，并设计出满足这个控制规律的控制器，初步选定构成控制器的元器件；③将选定的控制对象和控制器组成控制系统，如果构成的系统不能满足或不能全部满足设计要求的性能指标，还必须增加合适的元件，按一定的方式连接到原系统中，使重新组合起来的系统全面满足设计要求。这些能使系统的控制性能满足设计要求所增添的元件称为校正元件（或校正装置）。把由控制器和控制对象组成的系统叫做原系统（或系统的不可变部分），把加入了校正装置的系统叫做校正系统。为了使原系统的性能指标得到改善，按照一定的方式接入校正装置和选择校正元件参数的过程就是控制系统设计中的校正与综合的问题，图6-1是系统综合校正的示意图。

图6-1 系统的综合与校正示意图

必须指出，并非所有经过设计的系统都要经过综合与校正这一步骤，如果构成原系统的控制对象和控制规律比较简单，性能指标要求又不高，通过适当调整控制器的放大倍数就能使系统满足设计要求，就不需要在原系统的基础上增加校正装置。但在许多情况下，仅仅调整放大系数并不能使系统的性能得到充分的改善，例如，增加系统的开环放大系数虽可以提高系统的控制精度，但可能降低系统的相对稳定性，甚至使系统不稳定。因此，对于控制精度和稳定性能都要求较高的系统，往往需要引入校正装置才能使原系统的性能得到充分的改善和补偿。(www.xing528.com)

在控制工程实践中，综合与校正的方法应根据特定的性能指标来确定。一般情况下，若性能指标以稳态误差ess、峰值时间tp、最大超调量σp和调整时间ts等时域性能指标给出时，应用根轨迹法进行综合与校正比较方便；如果性能指标是以相角裕度γ、幅值裕度Kg、相对谐振峰值Mr、谐振频率ωr和系统宽带ωb等频域性能指标给出时，应用频率特性法进行综合与校正更合适。