第6单元 控制系统的校正.pptVIP

校正后系统的截止频率 -40 -20 +20 图6-14 ?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5-14所示，其开环传递函数为 图6-15 校正后系统框图 校正后的伯特图见后所示。对应的伯特图中红线所示。由该图可见，校正后系统的相位裕量为 ，增益裕量 ，均已满足系统设计要求。 -40 -20 +20 -40 -20 -40 图6-16校正后系统的Bode图 用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤可归纳为： ?根据稳态误差或静态误差系数的要求，确定开环增益K。 ?确定开环增益K后，画出未校正系统的波特图， ?由给定的相位裕量值 计算校正后新的截止频率 6.4.2 滞后校正网络的设计 并计算未校正系统的截止频率 、相角裕度 是用于补偿因滞后校正装置的引入，使系统截止频率减小而造成相角增加。 ④计算校正前系统在 处的幅值 ⑥画出校正后系统的波特图并验算 ⑤根据所确定的 计算网络参数b、T。 可按下式计算： 解：?首先确定开环增益K: ?画出未校正系统的对数幅频渐近特性曲线,或计算未校正系统的截止频率和相裕度。 若要求校正后的静态速度误差系数等于30/s，相角裕度40度，幅值裕度不小于10dB，截止频率不小于2.3rad/s，试设计串联校正装置。 例6-2 设控制系统的传递函数为: 由图可得 也可计算： 说明未校正系统不稳定，且截止频率远大于要求值。在这种情况下，采用串联超前校正是无效的。 ?由给定的相位裕量值 计算校正后新的截止频率 ④计算校正前系统在 处的幅值 ⑤根据所确定的 计算网络参数b、T。 得: b=0.09 由 再由 得: bT=3.7s 是用于补偿因滞后校正装置的引入，使系统截止频率减小而造成相角增加。 ?计算 ⑥画出校正后系统的波特图并验算(相位裕度和幅值裕度) 未校正前的相位穿越频率 校正后的相位穿越频率 幅值裕度 满足要求 则滞后网络的传递函数: ?超前校正需要增加一个附加的放大器，以补偿超前校正网络对系统增益的衰减。 串联超前校正和串联滞后校正方法的适用范围和特点 ?超前校正是利用超前网络的相角超前特性对系统进行校正，而滞后校正则是利用滞后网络的幅值在高频衰减特性； ?用频率法进行超前校正，旨在提高开环对数幅频渐进线在截止频率处的斜率(-40dB/dec提高到-20dB/dec)，和相位裕度，并增大系统的频带宽度。频带的变宽意味着校正后的系统响应变快，调整时间缩短。 ?对同一系统超前校正系统的频带宽度一般总大于滞后校正系统，因此，如果要求校正后的系统具有宽的频带和良好的瞬态响应，则采用超前校正。当噪声电平较高时，显然频带越宽的系统抗噪声干扰的能力也越差。对于这种情况，宜对系统采用滞后校正。 ?滞后校正虽然能改善系统的静态精度，但它促使系统的频带变窄，瞬态响应速度变慢。如果要求校正后的系统既有快速的瞬态响应，又有高的静态精度，则应采用滞后-超前校正。 有些应用方面，采用滞后校正可能得出时间常数大到不能实现的结果。 串联滞后-超前校正，实质上综合应用了滞后和超前校正各自的特点，即利用校正装置的超前部分来增大系统的相位裕度，以改善其动态性能；利用它的滞后部分来改善系统的静态性能，两者分工明确，相辅相成。 6.4.3 串联滞后-超前校正 这种校正方法兼有滞后校正和超前校正的优点，即已校正系统响应速度快，超调量小，抑制高频噪声的性能也较好。当未校正系统不稳定，且对校正后的系统的动态和静态性能(响应速度、相位裕度和稳态误差)均有较高要求时，显然，仅采用上述超前校正或滞后校正，均难以达到预期的校正效果。此时宜采用串联滞后-超前校正。 末 页 前一页 后一页 首 页 第6章 控制系统的校正 6.1 校正的概念与方式 6.2 线性系统的基本控制规律* 6.3 串联校正装置及其特性 主要内容 基于一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成，当被控对象确定后，对系统的设计实际上归结为对控制器的设计，这项工作称为对控制系统的校正。 第6章 控制系统的设计与校正 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。 Design and Compensation Techniques 在实际过程中，既要理论指导