串联滞后校正(Lag Compensation)是一种用于提高系统稳态精度的控制器设计方法。通过在控制系统中引入一个滞后校正网络,可以在保持系统稳定性的同时减少稳态误差。它的主要作用是**通过增加系统的低频增益来提高稳态精度,同时尽量不破坏系统的动态性能和稳定性。
在控制系统中,稳态误差通常与低频段的增益相关,特别是在具有较高阶系统或存在扰动的情况下,稳态误差的减小变得十分重要。滞后校正通过在系统中引入一个低频放大的补偿器来提高低频增益,从而减少稳态误差。
滞后校正器的传递函数通常为:
其中,$T$ 是时间常数,$\alpha$ 决定滞后的量。这个传递函数表现出在低频段增益较高,而在高频段增益较低的特性。因此,滞后校正在提高稳态性能的同时,不显著增加系统的高频增益,进而保持或改善系统的稳定性和抗噪声能力。
此外,滞后校正还具有一定的相位调整作用。尽管相对于其他校正器(如超前校正器)对相位的影响较小,但它能在保证系统相位裕度的前提下优化系统性能,使系统能在响应速度和稳态精度之间达到平衡。因此,滞后校正常用于那些希望减少稳态误差、提升系统精度,同时对动态响应要求不极高的系统中,例如位置控制、温度控制等场景。
例子:
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