20 第二十讲 相位滞后和滞后-超前校正课件.pptVIP

线性控制系统工程;第20章 相位滞后及超前-滞后校正;1/??;β 1， 设计相位滞后校正装置包括确定τ 和 β。 最大相位滞后发生在 注:设计中不是使用校正装置的相频特性，而是利用其高频衰减。 ; ;60; 要求相位裕度 PM = 45o 发生在频率 ω = 5 rad/s处。 1 相位滞后校正: 用相位滞后环节将在ω = 5 rad/s频率处校正前系统的增益减小为 0db 。 2 在相位滞后校正过程中， 假设不会改变复合后的相位。 ;? 45o + 10% = 50o ? ω = 3 rad / s 3 新的增益穿越频率ωgc’=3 rad / s 4 在ωgc’= 3 rad/s处， 校正前幅值需由 40dB 降为0dB ;60;确定τ : 两个转折频率低于频率ωgc’=3。 这由以下两个因素来确定: (1) 较高的转折频率 1/ τ 需要满足校正装置在该转折频率处引起的相位滞后量不超过设计过程中相位裕度要求的10%。 通常 1/ τ = ωgc’/10。 (2) 较低的转折频率不能太小， 要保持带宽不变。 通常1/ τ = ωgc’/10。 ; 校正装置的传递函数 校正后的开环传递函数 ;0.01;1.8; ;4. 相位滞后校正减小了开- ( 闭-) 环系统的带宽。 5. 调节时间大大增加。 6. 相位滞后校正可以使相位裕度变化超过 90o (相位超前 90o 图. 19.7);例6-4; ; ; 校正环节可以由下面的电网络来替代： 但α，β，τ，T 的值不独立， 因此并不使用。 假设α β ? 滞后部分的转折频率低于超前部分的转折频率。 ;图.20.9 超前-滞后滤波器的伯德图;伯德图的特征 1. 滤波器仅产生衰减而增益没有改变 (α β ) 2. 低频幅值为1，而高频幅值为 ;3. 相位先滞后，后超前， 但高频和低频时的相位皆为零。 4. 最大相位滞后和最大相位超前发生在各自滤波器的转折频率之间。; ;解: 对于 (2) 画出 K=10的伯德图: PM=0， 系统是不稳定的。 对于(1) ，PM=50o。PM 要求 以上的 PM 发生在频率ω = 0.27处， 并且该处幅值为 31dB。;0.001;零点转折频率设置在新增益穿越频率的1/10处，即 ω = 0.27. 校正后的开环传递函数为;0.001;例6-5;0dB;例6-5图2;作业 P461 20.4