第六章 自动控制线性系统的校正..pptVIP

* 第六章 控制系统的校正 * 自动控制理论 * 第六章 控制系统的校正 * 图6-21 滞后-超前校正装置的伯德图 图6-20 零、极点分布图 自动控制理论 基于根轨迹法的滞后-超前校正 例6-5 要求校正后系统的性能指标为ξ=0.5,ωn=5s-1和Kv=80s-1 1）对未校正系统分析 解： * 第六章 控制系统的校正 * 图6-23 控制系统 2）确定希望的闭环主导极点 自动控制理论 3）选择新的Kc * 第六章 控制系统的校正 * 4）计算sd处相角的缺额 自动控制理论 5）T1和β值的确定 * 第六章 控制系统的校正 * 自动控制理论 图6-24 确定希望的零、极点位置 由图解得： * 第六章 控制系统的校正 * 6）根据β值选取T2 图6-25 已校正和未校正系统的 单位阶跃响应曲线 自动控制理论 * 第六章 控制系统的校正 * 基于频率法的滞后-超前校正 例 1）求K值 解： 2）画出未校正系统的伯德图 自动控制理论 3、确定校正后系统的剪切频率ωc 4、确定滞后-超前校正装置的转折频率 * 第六章 控制系统的校正 * 自动控制理论 图6-26 校正前系统、校正装置和 校正后系统的伯德图 超前部分传递函数的确定 校正前系统在ω=1.5s-1处的幅值为+13dB, 要求Gc(s)的超前部分在ω=1.5s-1处产生 -13dB幅值.由作图得： * 第六章 控制系统的校正 * 自动控制理论 Gc(s)的超前部分的传递函数为 * 第六章 控制系统的校正 * 第五节 PID控制器及其参数调整 图6-41 具有25%超调量的单位阶跃响应曲线 自动控制理论 图6-40 具有PID控制器的闭环系统 * 第六章 控制系统的校正 * 自动控制理论 图6-42 受控对象的单位阶跃响应 图6-43 S形响应曲线 * 第六章 控制系统的校正 * 方法一 表一 Z-N 法则的第一法 自动控制理论 方法二 令Ti=∞，Td=0 图6-44 具有比例控制器的闭环系统 * 第六章 控制系统的校正 * 图6-45 具有周期Tc的持续振荡 表二 Z-N法则的第二法 自动控制理论 例6-7 一系统如下图所示 试用Z-N法则确定KpTi和Td * 第六章 控制系统的校正 * 图6-46 具有PID控制器的控制系统 自动控制理论 * 第六章 控制系统的校正 * 图6-47 具有PID控制器的控制系统 自动控制理论 （6-30） （6-31） * 第六章 控制系统的校正 * 图6-48 式(6-30)所示系统的单位阶跃响应曲线 图6-49 式(6-31)所示系统的单位阶跃响应曲线 自动控制理论 * 第六章 控制系统的校正 * 6.4 频率特性法串联校正的设计 1.设计校正装置的方法： 根轨迹法：用于系统分析是方便的；但用于设计校正复杂和难解 频率特性法(伯特图法)：是一种比较简单实用的方法． §６－２ 　超前校正 2．用频率特性法(伯特图法)校正系统 　 1）采用频域性能作为设计指标： 　　相角裕量　或谐振峰值　　　　表征系统的相对稳定性 　　带宽　或谐振频率　　　　表征系统的响应速度 　　开环增益　　　　表征系统的稳态误差 2）校正系统的基本思想是： 通过校正使系统的开环频率特性变成或接近期望的特性。 使低频段的增益满足稳态精度要求，中频段对数幅频特性的斜率为－20dB/dec，并具有较宽的频带。高频段迅速衰减，以减小噪音的影响． 3）校正方法通常有两种： 分析法又叫试探法。这种方法可归结为： 原系统频率特性+校正装置频率特性=期望频率特性 G0(jω) Gc(jω) G(jω) 从原有的系统频率特性出发，根据分析和经验，选取合适的校正装置，使校正后的系统满足性能要求。如果不能满足，则应改变校正装置参数或校正方式，直到校正后的系统全部满足给定的性能指标为止。分析法比较直观，物理上易于实现。要求设计者具有一定的实践经验，工程实践中被广泛采用。 综合法又称期望特性法。这种方法的基本可归结为： 期望频率特性-原系统频率特性=校正装置频率特性 G(j?) G0(j?) Gc(j?) 根据系统品质指标的要求，求出满足性能的系统开环频率特性，即期望频率特性。再将期望频率特性与原系统频率特性相比较，确定校正装置的频率特性。这种方法可能会使校正装置的传递函数具有相当复杂的形式，因而不便于物理实现。 一、串联相位超前校正 基本原理:是利用超前校正装置的相角超前特性来增大系统的相角裕量，改善系统的暂