7–2–1–相位超前校正.ppt

自动控制原理 自动控制原理第7章 线性系统的设计方法 1．系统校正 ? 为了获得更好的系统性能，而对系统的参数与结构进行必要的校调。 回顾： 系统校正的概念与校正装置 2．校正装置 ? 无源校正装置，有源校正装置； 相位超前校正装置，相位滞后校正装置，相位滞后超前校正装置 回顾： 系统校正的概念与校正装置 按校正装置在系统中的连接方式： 串联校正 、并联校正、前馈校正、复合校正 比如串联校正： 3．校正方式？ - 回顾： 系统校正的概念与校正装置 根据校正装置的相位特征而分为： 3．校正方式？ 回顾： 系统校正的概念与校正装置 相位超前校正、 相位滞后校正、 相位滞后—超前校正 第7章 线性系统的设计方法7.3 基于伯德图的系统校正 7.3.1 相位超前校正 7.3.2 相位滞后校正 7.3.3 滞后-超前校正 7.3.4 超前、滞后、滞后-超前校正的比较 7.3 基于伯德图的系统校正为什么选择基于伯德图的方法？  1、幅频特性相乘关系转化为相加关系 2、设计过程得到简化。  7.3 基于伯德图的系统校正 如何校正？ 1 相位超前校正 2 相位滞后校正 3 滞后-超前校正  １．相位超前校正 校正原理？ 校正方法？ 校正利弊？ （通过实例分析来总结） 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 １．相位超前校正原理 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 - + - + 相位超前校正装置及其传递函数 Bode图 频率特性的主要特点是： 相频特性为正值； 存在最大相位超前量jm； w=wm处，获得jm； 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 - Gc为校正装置，G为对象 ３．基于伯德图的相位超前校正方法 利用频率响应法设计超前校正装置的步骤如下： ① 求出满足稳态性能指标的开环增益K值； ② 根据求出的K值，画出校正前的Bode图，确定此时的幅值穿越频率wc1和相位裕量g1； 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 相位超前校正装置提供的最大相位超前量 g0 为系统期望的相角裕量 g1 未校正系统的相角裕量 一般预留抵消滞后量为5°~10° ④ 根据 ，由jm求出a值 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 相位超前装置在wm处的幅值 所以wc2应选在未校正系统的L(w) =－10lga处。 ⑥ 当wc2＝wm时，由 在系统中把原放大器增益增大a倍，或插入一个增益为a的 放大器。 画出校正后的Bode图，确定此时的幅值穿越频率wc2和相位裕量g2，校验系统的性能指标。一定要校验，不满足做。 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 例：已知一单位反馈系统的开环传递函数为 试设计一个相位超前校正装置满足: ⑴ 相位裕量大于45°； ⑵ 对单位速度函数输入，输出的稳态误差小于或等于 0.01rad。 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 解：① 对Ⅰ型系统ess=R/Kv，现R=1 要求 即 ② 画出Kg=1时未校正系统Bode图，确定此时的wc1和g。 7.3　基于伯德图的相位超前校正 wc1＝47 g1=28° wc1＝50 g1=26.6° 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 若按折线计算 7.3　基于伯德图的相位超前校正 ③ 求出需要相位超前网络提供的最大相位超前量jm。 这里考虑原系统相频特性在wc1附近较平坦，所以只加5°。 ④ 由 决定校正系统的幅值穿越频率wc2。为了最大限度利用相位 超前网络的相位超前量，wc2应与wm相重合。即wc2应选在未校正系统的L(w) =－10lga处。 7.3　基于伯德图的相位超前校正 在系统中把原放大器增益增大2.2倍，或插入一个增益为2.2 的放大器。 ⑧ 画出校正后的Bode图，确定此时的幅值穿越频率wc2和相位裕量g2，校验系统的性能指标。 ⑥ 当wc2＝wm时，由 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 wc1＝47 g1=28° wc1＝50 g1=26.6° wc2＝58 g=45.35° 7.3 　基于伯德图的相位超前校正 7.3　基于伯德图的相位超前校正 ４．相位超前校正对系统的影响和限制 　有利改善： ① 改善了系统的相对稳定性； ② 改善了系统的快速性； 不影响准确性。 7.2 　基