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L/dB 1 2 0 -90 -180 φ 相角裕量17度 ③ 确定利用超前网络需补偿的角度 φ 0 -90 -180 校正后的幅值穿越频率 需补偿的角度为 50-(17-5)=38 ④ 确定系数α 由 得 ⑤ 确定幅值穿越频率大小 校正后幅值穿越频率 ⑥ 确定超前网络的转角频率 ⑦ 确定超前网络 为弥补超前网络造成的增益下降,须将放大器的增益提高到1/α倍. ⑧对校正后的频率特性进行验算 校正前 相角裕量 剪切频率增加 校正后 相角裕量 对象 超前网络 放大器 校正后系统的组成 超前校正基本步骤 1. 根据稳态误差的要求，确定开环增益 2. 画出Bode图，求出相位裕量 3. 确定需要对系统增加的相位超前角 4. 确定系数α及系统新的幅值穿越频率 5. 确定校正环节的转角频率 6. 补偿衰减，放大器增益提高 超前校正的特点 1、利用超前网络的相角超前量提供裕量。 2、校正后使系统的闭环带宽增加。 3、需要放大器补偿增益的衰减。 (1) 闭环系统带宽的要求。若校正系统带宽过大，使得通过系统的高频噪声电平很高，则系统可能失控 (2) 幅值穿越频率附近的相角迅速减小，则校正系统的相角裕量改善不大，很难得到足够的相角超前 超前校正的限制条件 第15节 系统的校正 1. 系统的性能指标 2. 串联校正 13.1 概 述 一、控制系统设计的基本步骤 1、元件选择 根据工作条件、被控信号的最大速度或加速度，初步选定执行元件的型式、参数等。 2、传感器的选择 根据测量精度、被测信号的物理性质，选择合适的测量变送元件 3、放大器的选择 调整放大器的增益，使得系统性能满足要求 。 4、采用校正装置 若调整增益不能满足指标，增加参数及特性可按需改变的校正装置 校正: 为了实现预期性能而对控制系统结构进行的修改或调整. 校正装置: 为改善系统的性能而加入的附加部件或电路. 13.2 控制系统的性能指标 性能指标选择原则 （1）不同控制系统对性能指标有不同的侧重。 （例如：调速系统对平稳性和稳态精度要求，随动系统侧重快速性） （2）指标的提出符合实际系统的需要和可能。 (1) 时域指标： 调整时间 超调量 阻尼比 稳态误差 (2) 开环频域指标 相角裕度 幅值裕度 幅值穿越频率 （3）闭环频域指标 谐振峰值 谐振频率 复现频率 闭环截止频率（带宽） （4）综合性能指标 误差积分性能指标 误差平方积分性能指标 特点：重视大的误差，忽略小的误差。 13.3 控制系统设计的一般原则 （1）低频区： 希望提供尽可能高的增益，达到小的误差。 对系统品质指标的要求，可以归结为对系统开环频率特性的要求。 （3）高频区： 尽可能快的衰减，减小高频噪声的干扰 （2）中频区： 斜率限制在-20dB/dec，保证系统的稳定性 13.4 控制系统的校正方式 串接于系统前向通道之中 接在系统局部反馈通路之中 前馈校正： 在系统主反馈回路之外采用的校正方式 加在输入信号后 加在扰动信号后 复合校正： 反馈控制通路中，加入前馈校正通路。 斜坡输入下误差不超过0.0032 2. 超调不超过 20% 13.5 串联校正（超前校正） K 低频 阻尼比 稳定性 精度要求 稳定性要求 0o -90o -180o 0dB 误差满足 PM满足 不 能 同 时 满 足 0o -90o -180o 0dB 稳态误差 瞬态响应 不能同时满足要求 改变伯德图 系统校正 校正元件 0o -90o -180o 0dB PM 有没有 变化？ 0o -90o -180o 0dB PM 高频衰减 一、超前校正网络 令 T=R1C 最大超前相角频率 最大超前相角 超前网络相角 在ωm处的幅值 二、超前校正基本方法 超前校正的实质是对于相角裕量小的系统,引入超前校正网络,利用其产生的最大相角来增加系统的相角裕量. 例 题 开环传递函数 要求：单位速度输入下稳态误差e=0.05, 相位裕量50度，幅值裕量10dB ①根据稳态误差要求，确定K 稳态速度误差系数 稳态误差 ②根据已确定的开环增益，计算系统相角裕量 开环传递函数