控制系统的校正资料.ppt

要求：既能提高开环增益，又不使原来的根轨迹发生明显的变化。 二.串联滞后校正 * g1=tf([1.06],[1 3 2 0]); gcl=g1/(1+g1); step(gcl,30) hold on g1c=tf(4.9*[10 1],[100 1 0]); g2c=tf([1],[0.5 1.5 1]); gclc=g1c*g2c/(1+g1c*g2c); step(gclc,30) hold off grid 系统校正前的单位阶跃响应 系统校正前的单位斜坡响应 系统校正后的单位阶跃响应 系统校正后的单位斜坡响应 6.6 反馈校正 * 反馈校正的作用：用来改造系统中不希望有的某些环节以及消除非线性、变参数的影响和抑制干扰等；能有效地改变被包围环节的动态结构、参数。 引入反馈校正装置的系统属于多环系统。如系统中某个环节参数变化较大或特性不够理想，是影响系统暂态响应品质的主要因素，通常可用反馈校正装置包围它，构成一局部反馈回路。 6.6 反馈校正 * 反馈校正的基本原理 R(s) Y(s) 系统的开环传递函数 对于局部反馈回路 6.6 反馈校正 * 对于局部反馈回路 当Gc(j?)G2(j?)1时，校正后的系统特性与原系统特性一致； 当Gc(j?)G2(j?)1时，局部反馈回路的闭环特性用校正装置特性的倒特性代替； 局部反馈回路的开环特性为原系统的开环特性减去校正后的系统开环特性。 系统的开环传递函数 6.6 反馈校正 * 例 系统如图所示，原系统的开环传递函数为 式中K=K1?K2?K3。要求采用局部反馈校正，使系统校正后满足下列性能指标：(1)系统仍为1型，稳态速度误差系数Kv≥1000(1/s)，(2) 调节时间ts≤0.8(s)，超调量σp%≤25%。 R(s) Y(s) R1(s) C1(s) G2(s) G1(s) G3(s) 6.6 反馈校正 * ?作未校正系统对数幅频渐近线，未校正系统截止频率ωc=33.3rad/s，相位裕度γ=-11.2°。 解：?开环增益K=Kv ≥1000(1/s)，取K=1000(1/s)。 ωc=33.3rad/s 原系统不稳定，不能满足性能指标要求。 6.6 反馈校正 * ?根据性能指标要求作期望特性 试选取 a.低频段：同原系统(K=1000)。 b.中频段： 试选取ω2=2.5rad/s，选取中频段的延长线与原系统特性的交点频率为ω3=111.1rad/s。 6.6 反馈校正 * c.高频段：与原系统高频段一致。 d.过渡特性：中低频段过渡特性斜率为-40dB/dec、转折频率为0.025rad/s与2.5rad/s 。 ?局部反馈校正装置特性 原系统的对数幅频渐近特性减去期望的对数幅频渐近特性得局部反馈回路的开环特性，其传函为 ω1=0.025rad/s 校正装置的传递函数为 6.6 反馈校正 * R(s) Y(s) G2(s) G1(s) G3(s) 1/G1(s) 1/G3(s) 在|Gc(j?)G2(j?)|1的频段内，期望特性正好是1/Gc(s)的幅频特性。在|Gc(j?)G2(j?)|1的频段内，期望特性与小闭环反馈通道即Gc(s)无关。 6.6 反馈校正 * 143 111.1 -40 20 10 1.1 2.5 -40 -60 -20 +20 -20 -20 +40 +40 +20 0.025 0.1 40 60 图 系统对数幅频特性 Gc(s) 1/Gc(s) GcG2 G1G2G3 L(ω) ω 6.6 反馈校正 * 相角裕度 校正后系统的开环传递函数 满足系统的稳态、动态性能指标要求。 调节时间 超调量 静态速度误差系数 Kv=1000(1/s) ?对校正后系统的各项性能指标进行校验 6.6 反馈校正 * g13=tf([1000],[0.007 1 0]); g2=tf([1],[0.9 1]); gcl=g13*g2/(1+g13*g2); step(gcl,0.5) hold on g1c=tf(1000*[0.4 1],[0.007 1 0]); g2c=tf([1],[0.36 41.3 1]); gclc=g1c*g2c/(1+g1c*g2c); step(gclc,0.5) hold off 系统校正后的单位阶跃响应 系统校正前的单位阶跃响应 K=1000 6.7 复合校正 * 复合校正的基本思想：对提高稳态精度与改善动态性能这两部分分别进行综合。根据动态性能要求综合反馈控制部分，根据稳态精度要求综合顺馈补偿部分，然后进行校验和修改，直到获得满意的结果。这就是复合控制系统综合校正的分离原则。 复合控制的基本原理：复合控制是一种按不变性原理进行控制的方式。不变性原理是指在任何输入下