自动控制理论基础教学课件ppt作者左为恒周林演示文稿19第6章1课件.pptVIP

* 《自动控制理论基础》 第十九讲 第六章 控制系统的校正 6-1 引言 一、性能指标和设计方法 时域指标：主导极点 等; 频域指标： 等. 对不同形式的指标,可采用不同的设计方法.指标给定,也应合理,因为存在稳态和瞬态响应之间的矛盾,设计时只能兼顾两者,折中考虑. 二、校正方法和校正装置 1、校正方法： a、串联校正 特点：简单，但一般需要附加放大器，以增大增益和进行隔离。（其中 Gc(s)为校正装置传递函数。） b、并联校正（反馈校正） 特点：校正装置元件数目较串联校正少，一般不用附加放大器，因为反馈点位于高能量处。（其中Gc(s)为校正装置传递函数。） c、顺馈校正 d、复合校正（前馈-反馈校正） 2、校正装置： a、有源校正网络 一般采用比例（P）、比例/微分（PD）比例/积分（PI）以及比例/积分/微分（PID）控制器. b、无源校正网络 由R、L、C等无源原件构成的各种校正网络. 3、校正的目的： 为改善系统性能所增加的环节称为校正装置,根据工程上对系统品质指标的要求,合理地确定校正装置的形式和参数的过程称为系统的校正. 6-2 串联校正 一、超前校正 1、超前网络： (1)、传递函数： 其中： 由于超前网络使系统开环增益下降 倍，因而需附加放大器补偿增益的下降，故 (2)、超前网络的对数频率特性： 故对上式求导，可求得最大超前相角和对应的角频率： 即： 恰是两个转折频率的几何中心。 2、建立在频率响应基础上的超前校正方法 (1)、使用原则： 使用超前校正的主要作用是,改变系统频率响应曲线的形状,产生足够大的相位超前角,以补偿原系统过大的相位滞后. 另外，给定希望系统满足的品质指标是用： 等给定的。 (2)、设计步骤： 例：单位反馈系统的开环传递函数为 要求校正后系统的 ， ，试确定校正装置的传递函数。 a、根据要求的误差系数，确定开环增益K： b、利用巳求出的K值，计算未校正系统的相位裕量 ： 绘制未校正系统的Bode图： 转折频率: 10；而 故 容易计算此时的相位裕量为： 显然不能满足要求，需要进行校正。 c、确定需要增加的相位裕量： 其中： 为附加裕量，一般取 。 之所以增加附加裕量，是因为校正后，曲线右移，原来的相角裕量将减小。 d、令超前校正装置产生最大超前相角 按下式计算值 ： e、确定校正装置的转折频率： 为了获取最大的超前相位，应选择 为新的增益交界频率 ，即 校正装置在 产生的dB数 原开环传递函数在 处，产生的dB数 两者迭加后，即为新的幅频特性，在此交界频率，应位于零分贝处。 对此例，有 故 于是，校正后系统的开环传递函数为 可画出校正后的幅频特性曲线如下： f、校验校正后的相角裕量： 故满足系统对品质指标的要求，校正正确。 * * *