6系统校正解说.ppt

* * 第六章 控制系统的校正 前面几章讨论了控制系统几种基本方法。掌握了这些基本方法，就可以对控制系统进行定性分析和定量计算。 本章讨论另一命题，即如何根据系统预先给定的性能指标，去设计一个能满足性能要求的控制系统。 所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。 目前，工业技术界多习惯采用频率法 控制系统的性能指标 时域指标 稳态 型别、静态误差系数 动态 超调、调整时间 频域指标 开环频率, 闭环带宽, 谐振峰值, 谐振频率 增益穿越频率、幅值裕度和相位裕度 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： ?低频段以满足稳态精度的要求； ?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。 校 正 方 式 串联校正 反馈校正 前馈校正 复合校正 校正装置 校正装置 第一节 串联校正 串联校正 超 前 滞 后 滞后-超前 PID控制器 无源超前网络 一、相位超前校正 1、校正装置及频率特性 时间常数 带有附加放大器的无源超前校正网络 20dB/dec 频率在 之间的输入信号有明显的微分作用在该频率范围内输出信号相角比输入信号相角超前，超前网络的名称由此而得。 20dB/dec 最大超前角 正好处于频率 与 的几何中心 的几何中心为 最大超前角频率 求导并令其为零 2、相位超前校正装置的应用 例：设一单位反馈系统的开环传递函数为 试设计一超前校正装置，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 当 ?绘制未校正系统的伯特图，由该图可知未校正系统的相位裕量为 ?根据相位裕量的要求确定超前校正网络的 相位超前角 滞后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 ?超前校正装置在 处的幅值为 对应的频率 为了最大发挥校正装置的超前校正作用，应该使 出现在校正后的开环截止频率 处。 在此频率上校正装置把原系统为 的幅值给以补偿。 ⑥检验校正后的 满足要求。 ?这种校正主要对未校正系统中频段进行校正，使校正后中频段幅值的斜率为-20dB/dec，且有足够大的相位裕量。 ?超前校正会使系统瞬态响应的速度变快。 3、总结： *