控制理论基础 课件 第七章 控制系统的综合和校正.pptVIP

（4）选择转角频率?=1/T 低于新的?c一倍到 十倍的频程在新?c 校正网络引起的相 角滞后足够小 （5）确定滞后校正装置的系数 ?和另一个转角频率?=1/ ?T 使幅频特性曲线在新 ?c处降到零分贝的 ?L（?c）=-20lg ? 另一个转角频率 (6)确定校正后的系统开环传递函数 （7）确定滞后校正装置的参数 （kΩ） （kΩ） μF （8）校验 1.低通滤波器 2.低频高增益 ?减小了稳态误差 3.高频段衰减 ?增益交界频率移 向低频、带宽降低 滞后-超前串联校正 超前校正?频带增宽,动态品质改善,稳态性能改善小 滞后校正?带宽降低、响应减慢,稳态特性改善 超前部分：相位超前并在?c点上增大了相位裕量 滞后部分：在低频段上增加增益 滞后超前校正? 单位负反馈其开环传递函数 试设计一校正装置，使其满足下列指标： (1）根据给定的稳态误差或误差系数， 确定系统的开环增益 （2）确不定未校正系统的相位裕量和增益裕量 系统稳定 稳态误差不满意 瞬态响应不满意 ?滞后超前校正 （3）超前校正环节 附加一放大倍数为的放大器 （4）滞后校正环节 超前校正 附加放大器 在?处滞后校正引起的滞后足够小 （5）确定校正装置参数 （6）校验 s－1 s－1 μF μF kΩ kΩ kΩ kΩ 3、滞后—超前校正装置 折衷的响应特性 （稳态响应和瞬态响应均适当改善） 校正后系统的单位阶跃响应曲线对比 校正后系统的单位速度响应曲线对比 1、超前校正装置 最快的响应 2、滞后校正装置 系统响应最缓慢 但其单位速度响应却得到了明显的改善 超前、滞后、滞后-超前校正的比较 PD控制校正网络及超前校正网络 PD校正装置 超前校正网络(近似PD校正装置) 无源阻容网络 机械网络 采用阻容网络实现PD校正装置时α的取值 1）受超前校正装置物理结构的限制； 2）α 太大，通过校正装置的信号幅值衰减太严重。 近似地实现PD控制 实用微分校正电路 一般取α ≤ 20 近似PD校正装置的特性 整个系统的开环增益下降 α 倍。?为满足稳态精度的要 求，必须提高放大器的增益予以补偿。 近似PD校正装置在整个频率范围内都产生相位超前。 ?相位超前校正。 串联校正时 转角频率1/T， α /T的几何中点 α ? ? ?m ? α=20时， ?m?65° 高通滤波特性， α 值过大对抑制系统高频噪声不利。 相位超前?? 系统带宽? 动态性能? 噪声? 为保持较高的系统信噪比，通常选择α＝10(此时?m=55°)。 最大超前角 在1/T 和α/T间引入相位超前 使中频段斜率减小 PI校正装置 PI控制校正网络及滞后校正网络 阻容网络 机械网络 α 1 滞后校正网络(近似PI校正装置) 近似PI校正装置的特性 在整个频率范围内相位都 滞后，?相位滞后校正。 转角频率1/ αT，1/T的几何中点。 开环对数频率特性的中高频部分?增益交界频率? 稳定裕量? 开环对数频率特性的中高频部分?稳态精度? 串联校正时 α越大，相位滞后越严重。 应尽量使产生最大滞后相角的频率ωm远离校正后系统的幅值穿越频率ωc，否则会对系统的动态性能产生不利影响。常取 对于稳定的系统 提高稳态准确度，1/T 和1/ αT 向左远离?c，使?c附 近的相位不受滞后环节的影响。 对于不稳定的系统 增益降低使得?c减小。 滞后校正装置实质上是 一个低通滤波器，它对低 频信号基本上无衰减作用,但能削弱高频噪声， α越大，抑制噪声能力越强。通常选α = 10左右。 PID校正装置 PID控制校正网络及滞后-超前校正网络 无源阻容网络 机械网络 滞后-超前校正网络(近似PID校正装置) PID校正 滞后-超前校正 近似PID校正装置的特性 前半段是相位滞后部分,由于具有使增益衰减的作用，所以允许在低频段提高增益，以改善系统的稳态性能。 后半段是相位超前部分,可以提高系统的相位裕量,加大幅值穿越频率，改善系统的动态性能。 串联校正的综合法 绘制系统固有对数幅频特性Ls(?) 按预定的品质指标，绘制希望对数幅频特