自动控制原理简明教程 5-6控制系统的频率法设计和校正.pptVIP

控制系统的频率法设计和校正 1串联校正 串联超前校正 串联滞后校正 2反馈校正 * * 校正 校正 对象 控制器 （串联） （并联） 根据校正装置的特性，工程上常用的串联校正有串联超前校正、串联迟后校正和串联迟后－超前校正。并联校正装置接在局部反馈通道上，故并联校正又称为反馈校正。 整理得： 无源超前网络的电路图如下图所示： 串联超前校正 传递函数的零极点分布如下图： 零点比极点更靠近虚轴。同时考虑到(1/a)1的衰减作用，系统的开环增益会下降，为了消除这一影响，应将放大器的增益提高a倍。经过补偿衰减作用后，无源超前网络的伯德图如下图所示： 10lga 0 dB 20lga 0 1/aT 1/T 因此，超前网络提供的最大相角 仅与a有关，a愈大，超前网络的微分效应愈强，但a过大，对抑制高频噪声不利，所以在实用中，a的取值一般不大于15。此外，在 处，超前网络的对数幅值为： 超前校正网络设计思想 超前校正的实质是利用超前网络的相角超前特性，在已校正系统的截止频率 处，产生足够大的超前相角，以补偿原系统在该处的相角滞后。只要正确的将超前网络的交接频率1/(aT)和1/T选在待校正系统截止频率的两边，就可以使已校正系统的截止频率和相角裕度满足性能指标的要求，从而改善系统的动态性能。而系统的稳态性能，需要通过补偿开环增益来保证。 例题1设控制系统如图所示， 要求：1单位斜坡输入时， 位置输出稳态误差 。 2开环截止频率 , 相角 裕度 。 3幅值裕度 。试设计串联 超前校正网络 。 超前校正网络设计实例 解： 1根据稳态误差要求确定开环增益k。 这是I型系统， 2绘制原系统频率特性 3设计 4. 验算性能指标 整理得： 无源滞后网络的电路图如下图所示： 串联滞后校正 传递函数的零极点分布如图a： 可见极点比零点更靠近虚轴。无源滞后网络的伯德图如图b所示： 图a 图b dB 20lgb 0 1/bT 1/T 采用滞后网络对系统进行校正，应避免最大的滞后角发生在已校正系统开环截止频率 附近，否则会减小相角裕度，恶化系统的动态性能。因此，总是使网络的第二个交接频率1/(bT)远小于 ，一般取： 如果取 ，那么 滞后网络对低频信号不衰减，而对高频信号有衰减作用，衰减的最大幅值为： *