第6章控制系统的综合及校正.ppt

§7 反馈校正及其参数的确定 第6章 小结 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 0.5 1 5 10 25 50 100 + - Y X 一、反馈的功能 校正前后系统的对数幅频特性如下图所示 说明：从上图中可以很清楚地看到反馈后系统的带宽得到扩展，系统的响应速度加快；对改善系统的动态性能有利。这是在反馈校正中常用的一种方法。 (a) R(s) C(s) G(s) R(s) C(s) G(s) (b) + - 图48 多环系统方框图 + - + - X Y + - Y X + - + R(s) C(s) G(s) H(s) 含正反馈的系统方框图 + C(s) + - + R(s) G0(s) H(s) - * * * * * * + - 图(a) 小结 1.串联超前校正可以提高未校正系统的阻尼程度 2.校正后系统剪切频率、无阻尼自振频率及截止频率增大，可以提高校正后系统的响应速度，但削弱抑制高频干扰的能力 3.串联超前校正有明确的使用范围 4.当已知时域指标时，可以转化成频域指标 §5 迟后校正参数的确定 一、迟后校正及其特性 2、近似PI控制器 dB 1/T 1/aT 10lga 二、基于根轨迹法确定串联迟后校正参数 j2.16 j2.15 -1.25 -1.2 -0.130 1/T 1/aT dB （b） (a) + - (a) 0 dB (b) + - (a) dB 0 1/T 1/aT -20dB/dec (b) 三、基于频率响应法确定串联迟后校正参数 , 0.025rad/s 1/T 0.11 a 0.25rad/s, ) 10 / 1 ( 1/aT (4) = = = = 求得转折频率 并根据 取转折频率 c w 0.11 a 8.7 1/a 10 k 1/a 20dB m 2.5rad/s 20 m c = = = = = = 得到 由 特性的平行下移值 处穿越横轴，并测出幅频 向下平移，令其在 的未校正系统的幅频特性 (3)将含开环增益 c k k w u §6 迟后-超前校正参数的确定 PD控制器的超前相移 (1).采用串联PD控制器 确定超前校正参数 (2).采用带惯性的PD控制器 确定超前校正参数 确定超前校正参数 -5 -20 -42.7 -5.72 -4.73 -4.65 图26 三、基于频率特性法确定串联超前校正参数 1 10 100 1000 520 -20dB/dec -40dB/dec -60/dec 控制系统开环频率响应Bode图 I 图(a) dB 0 图(b) + - 图(a) * * 反馈校正及其参数的确定 迟后-超前校正参数的确定 迟后校正参数的确定 超前校正参数的确定 基本控制规律分析 输入信号与控制系统带宽 问题的提出 第6章 控制系统的综合与校正 ?1 问题的提出 - R(s) C(s) H(s) 图1 串联校正系统方框图 H(s) R(s) C(s) - - 图2 反馈校正系统方框图 ?2 输入信号与控制系统带宽 图3 输入信号幅频特性图 0 dB 20logM -20dB/dec 图4开环幅频特性 dB 20logM -20dB/dec 图5 开环幅频特性图 A(0) 0.707A(0) 图6 控制信号扰动信号及控制系统的幅频特性 A(0) 0.707A(0) 控制系统的幅频特性图 图7 控制信号扰动信号及控制系统的幅频特性 0 A(0) 0.7.7A(0) (a)图 0 A(0) 0.707A(0) (b)图 - R(s) C(s) M(s) P控制器方框图 ?3 基本控制规律分析 提高比例增益减小系统的稳态误差，降低相对稳定性 + - R(s) C(s) M(s) PD控制器方框图 t e(t) t m(t) - R(s) C(s) R(s) M(s) - C(s) C(s) - R(s) P I控制器方框图 + - R(s) C(s) M(s) t 1 0 m(t) 0 t PI控制器的输入与输出信号 + - R(s) M(s) C(s) 含PI控制器的I型系统方框图 PID控制器方框图 + - R(s) C(s) M(s) §4 超前校正参数的确定 dB 0 +20dB/dec 一、超前校正及其特性 1.PD控制器 2 带惯性的PD控制器 dB 20lga 0 1/aT 1/T 10lga 0 0.01 0.1 1.0 10 a=30 5 3 10 a