自动控制理论课件第六章-1.pptVIP

Chapter6 (4) 校验 绘出校正装置及校正后的Bode图 （幅频特性要准确，相频特性可大致给出） 计算 看是否满足， 若不满足，则应重选参数a,T。 一般a↑时 ——对 有利 本例，校正后的传递函数为： 1 全面满足指标要求 设计合理 -20 -40 -20 -40 (5) 工程实现问题 若考虑本例中Gc(s)采用图所示无源网络实现， R2 R1 C 易求出其传函为： 显然有 即 多出的 怎么办？ ——只要调整G0(s)中的K即可。 用无源网络实现 R2 R1 C _ （1）串联超前校正是通过PD控制器实现的，故具有提高未校正系统阻 尼程度的效果。 （2）采用串联超前校正后，系统ωn, ωc, ωb均增加，故可提高系统响应 速度。但同时会削弱系统抑制高频干扰的能力。 （3）串联超前校正有一定的适用范围。即在p2与p3相距较远， zc配置在 p2附近可补偿其不利影响的情况下才可取得较好的控制效果。 （4）如果系统给定的时域性能指标σp%、ts，应用频率法校正时，首先 要将时域指标转化为频域指标γ与ω c，再应用频域法确定系统参数。 6-4-4 结束语 1 无源迟后校正及其特性 （1）典型电路结构 R2 R1 C u1 u2 （2）数学描述 1）结构图 R2 1/Cs u1 uR1 i _ 1/R1 uR2 uC u2 2）传递函数 其中： ——分度系数， ——时间常数 零极点分布： [s] 6-5 迟后校正参数的确定 6-5-1 迟后校正及其特性 [s] 迟后校正装置不含积分环节，但可在保证系统相对稳定性基本不受影响条件下大幅度提高开环增益（1/b倍），从而改善系统稳态性能的效果。 未校正系统开环传递函数 校正后系统开环传递函数 串联迟后校正不影响系统相对稳定性的条件是校正前后系统的根轨迹图 不出现明显变化，因而闭环主导极点s1位置不会明显改变来保证。 校正前后s1所对应的开环根轨迹增益分别为： pc,zc位置很近，所以 （3）频率特性及Bode图 20lgb Lc(ω) 0dB ω ω 00 ωm 1 T 1 bT -20 同理可得最大相角滞后频率： （4）校正原理 利用高频段幅值衰减特性，降低开环的截止频率，提高相角裕度。 （5）注意的问题 串联校正时， 应避免最大滞后角发生在已校正系统的开环截止频率附近，即在选取 参数时，应使 通常取 此时 大约在-50~-100。 为减小其对γ的不利影响， ωm处于 的几何中心 (1) PI控制器特性 R1 R0 R2 C 1）典型电路结构 2）传递函数 不考虑运放的反向作用 其中： 3）对数幅频频率特性 2 有源迟后校正装置及其频率特性 0 Lc(ω) ω 1/Ti -20 1. 校正步骤 绘制未校正系统的根轨迹图。根据给定性能指标中关于动态性能 的要求，在根轨迹图上确定控制系统的闭环主导极点s1。假定未校 正系统在动态性能方面满足给定性能指标要求，闭环主导极点s1一 定会落在未校正系统根轨迹上。 (2) 根据幅值条件，计算与闭环主导极点s1对应的开环增益K。 按给定性能指标中关于稳态误差的要求，计算校正系统应具有的 开环增益Kc,并确定迟后校正参数b。 6-5-2 基于根轨迹法确定串联迟后校正参数 基本思想：在基本不影响未校正系统原有的符合性能指标要求的动态 性能的前提下提高系统的开环增益K。 (4) 确定参数T 在s平面负实轴上配置附加极点pc与零点zc，零极点满足 因此pc与zc应靠的很近以保证相角要求，并且pc与zc应配置在原点附近， 且使pc=-1/T紧靠原点，保证 (5) 校验 例6-6 设系统不可变部分的传递函数为 要求满足：Kv=12s-1,σp%20%, ts2.6s(Δ=0.05), ωb5rad/s。 解：(1)判断满足性能指标闭环极点s1是否位于未校正系统的根轨迹图上。 由σp%20%, ts2.6s可得满足要求的 闭环主导极点为 将闭环主导极点s1代入未校正系统根轨迹的相角条件 s1也是未校正系统根轨迹上的点。 未校正系统根轨迹如图所示 -16.7 j -8.5 -20 -10 -4 0 -1.6 -1.25 2.16 s1 从根轨迹图可看出，以s1作为闭环 主导极点是合理的。 (2) 由幅值条件确定s1所对应未校正系 统的开环增益K’v。 (3) 计算滞后校正参数b 满足稳态要求的Kv=