线性系统的校正方法资料.pptVIP

* -20dB/dec -40dB/dec -60dB/dec 2 6 * 如果采用串联超前校正，要将未校正系统的相位裕度从 ，至少选用两级串联超前网络。显然，校正 还有几个原因：?伺服电机出现饱和，这是因为超前校正系统要求伺服机构输出的变化速率超过了伺服电机的最大输出转速之故。 于是，0.38s的调节时间将变得毫无意义；?系统带宽过大，造成输出噪声电平过高；?需要附加前置放大器，从而使系统结构复杂化。 ?分析为何要采用滞后超前校正？ 后系统的截止频率将过大，可能超过25rad/s。利用 ，比要求的指标提高了近10倍。 * 如果采用串联滞后校正，可以使系统的相角裕度提高到 左右，但是对于该例题要求的高性能系统，会产生 由 计算出 ?T=2000s，无法实现。?响应速度指标不满足。由于滞后 严重的缺点。?滞后网络时间常数太大 校正极大地减小了系统的截止频率，使得系统的响应迟缓。 ?设计滞后超前校正 上述分析表明，纯超前校正和纯滞后校正都不宜采用。研究图可以发现（步骤?的要求，即-20dB/dec 变为-40dB/dec的转折频率作为校正网络超前部分的转折频率 ） * -20dB/dec -40dB/dec -60dB/dec 2 6 * 考虑到中频区斜率为-20dB/dec，故 应在 范围内选取 -20dB/dec的中频区应占据一定宽度，故选 相应的 （从图上得到，亦可计算） 由于 * -20dB/dec -40dB/dec -60dB/dec 2 6 3.5 * 由 此时，滞后-超前校正网络的传递函数可写为 ?a=50 ?根据相角裕度要求，估算校正网络滞后部分的转折频率 * ? ?验算精度指标。 满足要求 接上页 * -20dB/dec -40dB/dec -60dB/dec 2 6 3.5 * 频率法对系统进行校正的基本思路是：通过所加校正装置，改变系统开环频率特性的形状，即要求校正后系统的开环频率特性具有如下特点： 6.3串联校正 6.3.1串联超前校正（基于频率响应法） 超前校正的基本原理：利用超前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到改善系统瞬态响应的目的。为此，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的截止频率（剪切频率）处。 ?中频段的幅频特性的斜率为-20dB/dec,并具有较宽的频带，这一要求是为了系统具有满意的动态性能； ?高频段要求幅值迅速衰减，以减少噪声的影响。 ?低频段的增益满足稳态精度的要求； * 用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤可归纳为： ?根据稳态误差的要求，确定开环增益K。 ?根据所确定的开环增益K，画出未校正系统的波特图， 关键是选择最大超前角频率等于要求的系统截止频率，即 以保证系统的响应速度，并充分利用网络的相角超前特性。显然， 成立的条件是 由上式可求出a ?验证已校系统的相角裕度 计算未校正系统的相角裕度 ?根据截止频率 的要求，计算超前网络参数a和T； (6-36) (6-35) 求出Ｔ * 是用于补偿因超前校正装置的引入，使系统截止频率增大而增加的相角滞后量。 值通常是这样估计的：如果未校正系统的开环对数幅频特性在截止频率处的斜率为-40dB/dec，一般取 如果为-60dB/dec则取 ?根据所确定的最大相位超前角 按 算出a的值。 * ?计算校正装置在 处的幅值10lga 由未校正系统的对数幅频特性曲线，求得其幅值为-10lga处的频率，该频率 就是校正后系统的开环截止频率 即 ?确定校正网络的转折频率 ?画出校正后系统的波特图，并演算相位裕度是否满足要求？如果不满足，则需增大 值，从第?步开始重新进行计算。 * 确定开环增益K 稳态误差的要求 画出未校正系统的波特图,并求 未校正系统的开环对数幅频特性在截止频率处的斜率为 -40dB/dec -60dB/dec 求未校正系统幅值为-10lga处的频率 满足要求？ 结束 Y N * 例６-1.设一单位反馈系统的开环传递函数为 试设计超前校正装置，使校正后系统的静态速度误差系数 ,相位裕度 ，增益裕量 不小于10dB。 解：?根据对静态速度误差系数的要求，确定系统的开环增益K。 时，未校正系统的开环频率特性为 ?绘制未校正系统的伯特图，如图6-16中的蓝线所示。由该图可知未校正系统的相位裕量为 当 *也可计算 * * ?根据相位裕量的要求确定超前校正网络的相位超前角 ?由式(6-37) ?超前校正装置在 处的幅值为 据此，在为校正系统的开环对数幅值为 对应的频率 这一频率就是校正后系统的截止频率 *也可计算 * ?计算超前校正网络的转折频率 为了补偿因超前校正网络的引入而造成系统开环增益的衰减，必须使附加放大器的放大倍数为a=4.2 * * * ?校正后系统的框图如图6