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jk系统的性能指标与校正.ppt
第六章 系统的性能指标与校正 校正前 校正后 由超前校正后的Bode图,可得此时系统的频宽为0.66 rad/s,幅值裕度和相位裕度分别为19.3dB和760。系统频宽确得到提高(原来为0.454 rad/s)。 超前、滞后、滞后-超前校正的比较 低频段采用滞后校正,以增加稳定性; 中、高频段采用超前校正,以提高快速性。 是以上二种校正机理的综合。 滞后超前 增加相位裕度,提高稳定性; 减少系统频宽,减少快速性; 降低高频增益,使系统对躁声不敏感。 利用校正装置衰减高频幅值增益的特性,通过降低幅值穿越频率?c来提高系统的相位裕度。 相位滞后 增加相位裕度,提高稳定性; 增加系统频宽,提高快速性; 增加高频增益,使系统对躁声更加敏感。 利用校正装置相位超前、增加高频增益效应,补偿系统中频段的相位滞后并提高幅值穿越频率。 相位超前 校正效果 工作机理 校正方法 课后作业(229~231页) 思考题:6.1、6.3、6.4、6.8 作业题:6.5、6.7 本节教学内容 本节教学要求 6.3 反馈校正 6.3.1 反馈校正的原理 6.3.2 几种反馈校正形式 1.了解反馈校正的基本 原理 2.了解几种主要的反馈 校正的形式 反 馈 校 正 特 点 没有反馈校正 加入反馈校正 反馈校正原理——反馈校正属于并联校正,从被校正环节或系统的输出提取信息,经处理后反馈给输入以改善系统性能,单位反馈控制就是一种最简单的反馈校正。 反馈校正可抑制被反馈回路所包围的那部分环节的参数波动对系统性能的影响。 反馈校正可用来消除 不希望的环节的特性 例 该系统中希望通过引入反馈校正Hc(s)抑制G2(s)对系统的影响。 且 设 则 经反馈校正后,系统特性基本上与G2(s)无关。 6.3.1 反馈校正的原理 设 等效环节仍为惯性环节,但开环增益及时间常数均减小。 位置反馈(硬反馈)—— 直接反馈系统或环节的输出信号。 等效为串联超前校正环节。 6.3.2 几种反馈校正形式 设 等效传递函数形式上与未校正前相同,但开环增益及时间常数均减小。 速度反馈 —— 反馈系统或元件输出的微分信号。 等效为串联超前校正环节。 设 且 近似速度反馈 —— 为带有惯性环节的微分反馈。 等效为滞后-超前校正,其特点是不降低开环增益。 反馈校正可以起到与串联校正同样的作用,且具有较好的抗噪能力。 串联校正比反馈校正简单,但串联校正对系统元件特性的稳定性有较高的要求。 反馈校正对系统元件特性的稳定性要求较低,因为其减弱了元件特性变化对整个系统特性的影响。 反馈校正,特别是机械反馈校正,常需由一些昂贵而庞大的部件所构成,对某些系统可能难以应用。 反馈校正与串联校正的比较 本节教学内容 本节教学要求 6.4 顺馈校正 6.4.1 顺馈校正的原理 6.4.2 几种顺馈校正形式 1.了解顺馈校正的基本 原理 2.了解几种主要的顺馈 校正的形式 本章主要教学内容 6.1 系统性能指标及其校正 6.2 串联校正 6.4 顺馈校正 6.3 反馈校正 6.2 节为本章难点和重点 6.1 系统性能指标及其校正 本节教学内容 6.1.1 控制系统设计概述 6.1.2 控制系统性能指标 6.1.3 校正的主要类型 本节教学要求 1.了解系统设计的目的和改变 系统性能的方法 3.了解对系统性能进行校正的 各类校正方法 2.了解衡量系统性能的各种指 标类型及其特点 闭环控制系统的组成 —— 由被控对象,执行元件,测量元件,给定、比较元件和放大、控制元件组成。 6.1.1 系统设计概述 在闭环控制系统中,通常只有放大、控制元件是可以调整的,因此可以通过调整放大、控制元件的结构参数来改善系统的性能。 执 行 元 件 执行控制信号,实现对被控对象的调节,如伺服电动机、伺服作动器等。 测 量 元 件 给定比 较元件 产生指令信号,并与反馈信号比较产生偏差信号。如电位计、运算放大器等等。 放大控 制元件 对偏差信号进行运算,产生控制信号,如电压、电流放大器,功率放大器等。 用于检测系统输出,产生反馈信号,表现为各类形式的传感器。 6.1.1 系统设计概述 改变系统性能最简单的方法是调整增益。 但在大多数情况下,只调整增益不能使系统的性能得到充分的改变,以满足给定的性能指标. L(?) ? ? ?(?) 0 0 180o ?1 ?=0 G(s) G(s)/K ?c1 ?c 降低增益—— 相角裕量? 增加 稳态误差增加 6
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