6-2常用的校正装置及其.ppt

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第六章 线性系统的校正方法 6-2 常用的校正装置及其特性 (1). 无源超前网络(相位超前串联校正) C.无源超前网络的零极点 D.无源超前网络的频率特性 幅相曲线(奈氏图) 对数频率 对数频率曲线(波特图) 说明 (2). 无源滞后网络(相位滞后串联校正) C.无源滞后网络的零极点 D.无源滞后网络的频率特性 对数频率曲线(波特图) 说明 作用 (3). 无源滞后-超前网络 对数频率曲线(波特图) (4). 常用无源校正网络 2. 有源校正网络 图6-17 有源微分网络及其等效电路 常用有源校正网络 3. PID控制器 (1)PID控制器的结构 图6-18 PID控制原理性结构 (2)PID控制器的调整 图6-19,6-20 (3)PID控制器的使用 Kd-微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适的情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反映的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。 置位与观察站:在置位与观察站上,包含测量指示器、控制指示器、给定值指示器、手动/自动转换开关、手动驱动置位以及本机给定值置位等。 控制站:在控制站上,包含P,I,D三种作用的置位、本机给定值-远区给定值转换开关、正-反转换开关、闭环控制mc的上下界的置位。 比例作用:其单位在标记PS(比例区)下给出,由下式定义: 积分作用:其单位以min(分)来标度,就是所显示的Ti的值。或单位以/min(/分)来标度,就是所显示的1/Ti的值。 微分作用:其单位以s(秒)来标度,就是所显示的系数Td的值。 其中三个基本参数Kp、Ki、Kd在实际控制中的作用: Kp-比例调节作用:是按比例反映系统的偏差,系统一旦出现偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少误差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。 Ki-积分调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器 该PID算法应用范围十分广泛,最常见的是用于对温度控制要求较高的环境。 * * 6-2 常用的校正装置及其特性 6-0 引言 6-1 系统的设计与校正问题 6-3 串联校正 6-4 反馈校正 6-5 复合校正 1. 无源校正网络 2. 有源校正网络 3. PID控制器 无源校正网络 (1). 无源超前网络 (2). 无源滞后网络 (3). 无源滞后-超前网络 (4). 常用无源校正网络 R1 C R2 U1 U2 图6-12无源超前网络 A.无源超前网络电路图: a:分度系数 (相位超前深度) T:时间常数 B.无源超前网络的传递函数: j 相位超前最大点 (Xm,Ym) 说明: 仅与a有关。a越大,超前网络的微分响应越强。 为提高信噪比,实际的分度系数a一般不超过20。 【20dB】 即:最大超前角频率氏1/aT和1/T的几何中心。 R1 C R2 U1 U2 图6-14 无源滞后网络 A.无源滞后网络电路图: B.无源滞后网络的传递函数: b:滞后网络的分度系数 (相位滞后深度) T:时间常数 j 幅相曲线(奈氏图) 相位滞后最大点 (Xm,Ym) 【-20dB】 滞后网络在频率1/T和1/bT之间呈积分效应,而对数相频特性呈滞后特性。 采用无源滞后网络进行串联校正时,主要是利用其高频幅值衰减的特性,以降低系统的开环截止频率,提高系统的相角裕度。 力求避免最大滞后角发生在已校正系统开环截至频率ωc”附近。 图6-16无源滞后-超前网络 A.无源滞后-超前网络电路图: B.无源滞后-超前网络的传递函数: R1 C1 R2 U1 U2 C2 滞后部分 超前部分 -20lga 【-20】 【0】 【20】 图6-16无源滞后-超前网络对数幅频特

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