第六章 线性系统的校正方法.pptVIP

例6-7：设单位反馈系统开环传递函数为试用串联综合校正方法设计串联校正装置，使系统满足：Kv≥70s-1，ts≤1s，s%≤40%。解：(1)取K=70，绘制待校正系统对数幅频特性截止频率-20-40-60第62页，共99页，星期日，2025年，2月5日-20-40-60(2)绘制对应的期望开环对数幅频特性低频段：I型系统w=1rad/s时中频及衔接段：将时域指标转换为频域指标斜率为-20dB/dec，与20lg|G0|的低频段重合。交接频率w2,w3：取-20过wc作-20dB/dec斜率直线交20lg|G0|于45rad/s第63页，共99页，星期日，2025年，2月5日-20-40-60-20此时过w2的横轴垂线的交点上，作-40dB/dec斜率直线交期望的频率特性低频段于w1=0.75rad/s。-40高频及衔接段：-40过w3的横轴垂线的交点上，作-40dB/dec斜率直线交交待校正系统的20lg|G0|于w4=50rad/s。w≥w4时，取期望特性高频段与待校正系统高频特性20lg|G0|一致。第64页，共99页，星期日，2025年，2月5日-20-40-60-20-40-40期望特性的参数：(3)将|G0Gc|dB与lg|Gc|特性相减，得串联校正装置传递函数(4)验算性能指标校正后系统开环传递函数算得wc=13rad/s,g=45.6。Mr=1.4,ts=0.73s,s%=32%完全满足设计要求第65页，共99页，星期日，2025年，2月5日六、串联工程设计方法步骤：先根据待校正系统的传递函数确定串联校正装置Gc(s)形式，如P、PI或PID等控制器，然后按最佳性能要求，选择相应控制器的参数。常用的工程设计法：三阶最佳设计法、最小Mr设计法1.三阶最佳设计法期望开环传递函数：第66页，共99页，星期日，2025年，2月5日常见的参数选择(1)若待校正系统传递函数：选PI控制器校正后系统：参数：第67页，共99页，星期日，2025年，2月5日(2)若待校正系统传递函数：选PI控制器校正后系统：参数：第68页，共99页，星期日，2025年，2月5日(3)若待校正系统传递函数：选PID控制器校正后系统：参数：第69页，共99页，星期日，2025年，2月5日(4)若待校正系统传递函数：可按第三种情况处理，选择PID控制器，其参数选为：第70页，共99页，星期日，2025年，2月5日常用的校正装置设计方法1.分析法(试探法)特点：直观，物理上易于实现，但要求设计者有一定的设计经验，设计过程带有试探性，目前工程上多采用的方法。2.综合法(期望特性法)根据规定的性能指标要求确定系统期望的开环特性形状，然后与系统原有开环特性相比较，从而确定校正方式、校正装置的形式和参数。特点：有广泛的理论意义，但希望的校正装置传递函数可能相当复杂，在物理上难以准确实现。-均仅适用最小相位系统第30页，共99页，星期日，2025年，2月5日二、串联超前校正步骤：1.根据稳态误差要求，确定开环增益K；2.利用已确定的开环增益，计算待校正系统的相角裕度；3.根据截止频率wc￠￠的要求，计算超前网络参数a和T；4.验算校正后系统的相角裕度g￠￠；若g￠￠不满足指标要求，使wm＝wc￠￠值增大，重复以上步骤。1.根据ess，确定K；2.根据K，确定g；3.根据wc￠￠，确定a和T；4.验算g￠￠。第31页，共99页，星期日，2025年，2月5日例6-3:设单位反馈系统，被控对象传递函数，试设计串联超前校正装置，使系统满足下列性能指标：在单位斜坡信号作用下，输出稳态误差：ess≤0.1；开环系统截止频率：wc￠￠≥4.4(rad/sec)；相角裕度：g￠￠≥45。；幅值裕度：h￠￠≥10dB。解：未校正系统开环传递函数：1.根据ess，确定K第32页，共99页，星期日，2025年，2月5日对数幅频特性：待校正系统的相位裕度：-20dB/dec-40dB/dec未校正系统频率特性2.根据K，确定g第33页，共99页，星期日，2025年，2月5日3.根据wc￠￠，确定a和T试取wm=wc￠￠=4.4rad/s由对数幅频特性图得：超前校正网络传递函数：校正系统的开环传递函数：第34页，共99页，星期日，2025年，2月5日校