第六单元 自动控制系统的校正.pptVIP

串联迟后校正 §６－３ 　迟后校正 ３．采用迟后校正装置．考虑到其相角迟后因素，选取新的剪切频率　　．根据下列表达式 其中　是考虑迟后校正装置的相角迟后所增加的附加量，就是说应满足 在新的剪切频率　　处，未校正系统的相角应为　　　．从未校正系统相频特性曲线上可以找到　　 时对应的频率为　 ，选此频率为新的剪切频率 §６－３ 　迟后校正 要使　　成为新的剪切频率，校正后系统的对数幅值在　　处应为　　，因此需衰减　　　．迟后校正装置具有衰减特性，其衰减倍数为　　，即 当　　　时，迟后校正装置的衰减作用可使新的剪切频率为 ５．取迟后校正装置的转折频率为 ４．确定　，在　　处，未校正系统对数幅值为 * 第六章　自动控制系统的校正 第一节 　基本概念 第二节 　超前校正 第三节 　迟后校正 第四节 　校正方法小结 第一节 　基本概念 　　在前面几章中我们详细讨论了分析控制系统的方法，同时也了解了衡量一个系统性能好坏的标准。如果系统是稳定的，那么衡量系统性能的标准有两个方面：稳态性能指标和暂态性能指标． 　　　　　时域　　　　　　　　　　频域 稳态　　稳态误差　　　　　开环增益Ｋ，积分环节个数 　　　　上升时间　　　　　　　　相角裕量 暂态　　超调量　　　　　　　　　增益裕量 　　　　调节时间　　　　　　　　谐振峰值 　　　　　　　　　　　　　　　　截止频率 §６－１ 　基本概念 　　对于一个控制系统总有一个要求，希望它达到一定的性能指标。提出的性能指标可以是频域的，也可以是时域的。但是要合理，因为提出过高的要求，就意味着成本的增大和系统的复杂化． 　　如果系统达不到要求的性能指标，就需要对系统进行校正，所谓控制系统的校正，就是在控制系统的结构和参数尚未全部确定的情况下，按照给定的性能指标来最终地确定系统应有的结构形式及其响应的参数值． 　　控制系统可以分为控制对象与控制器两大部分。控制对象是系统的不可变部分，它的传递函数是确定的。在许多情况下，仅仅靠调整系统不可变部分的增益，不能同时满足给定的各项性能指标。这些为校正系统性能而有目的地引入的装置，称为校正装置或补偿装置。就是上面称之为控制器部分．　　 §６－１ 　基本概念 　　根据校正装置在系统中的位置，校正方式可分为串联校正和反馈校正． 串联校正—校正装置　　和系统不可变部分　　相串联． 反馈校正—校正装置接在系统的局部反馈通路中． 　　一般来说，串联校正比较简单．在要求较高的系统中，往往同时采用串联校正和反馈校正． §６－１ 　基本概念 举一个例子说明校正的作用。 上一章的例５－７：系统的开环传递函数为 首先分析一下，未校正系统的性能 稳态误差：有一个积分环节，是I型系统． 　　开环增益　　　　，稳态速度误差系数　　　　　　　　　 而 §６－１ 　基本概念 稳定裕量：作伯德图　 转折频率　５弧度／秒，　　　　弧度／秒 横轴的起点坐标选1，取2个十倍频程。 作对数幅频特性渐近线．可确定　　　　　　作相频特性． §６－１ 　基本概念 二个转折频率５和５0相距十倍频程，　　　时，转折频率为５的惯性环节相角已达－９０°，而　　 时，转折频率为５０的惯性环节相角几乎为０，所以有 　　这几点确定后可作相频特性曲线，相频曲线和－１８０°线相交处的频率可从图上确定为 （如果验证一下，可得　　　　　　　　） §６－１ 　基本概念 从伯德图可确定系统的稳定裕量 希望系统的相角裕量　　　　，但保持开环增益Ｋ＝１０不变． 　　在这种情况下，通过调整系统的增益，可以使　　　　，将对数幅频特性下向平移，使其在相角　　　　　 处与　轴相交．这样做虽然相角裕量达到了要求，但稳态性能指标不能满足要求，开环增益Ｋ下降了．所以必须采用校正装置，对系统进行校正． §６－１ 　基本概念 我们采用串联校正方式，对于这个系统，目的是使其开环增益保持不变，而相角裕量增大。 如果采用一个校正装置，其对数幅频特性和相频特性如图虚线所示．将其串联进去，幅频特性和相频特性在　附近发生改变。利用其相角超前的特点，使系统的相角裕量增大，达到校正系统，满足给定性能指标的目的． 第二节 　超前校正 一.相位超前校正装置 相位超前校正装置传递函数的一般形式为 式中 §６－２ 　超前校正 　　在Ｓ平面上，超前校正装置的传递函数可用负实轴上的一个零点和一个极点表示。零点位于极点的右方．零、极点之间的轴距由　值决定。 　　从　　　　　　　　　知道，其增益为　， ∵　　　，所以为了使系统串联超前校正装置后， 开环增益不变，这时应附加一个放大系数　的放大 器来补偿。进行补偿后的超前校正装置传函为 §６－２ 　超前校正 下面分析超前校正装置的频率特性 作