自动控制原理演示文稿6-6.ppt

退出 退出 一个流程是指： 校核 退出 退出 例2 设某控制系统不可变部分的开环传递函数为 要求系统具有如下性能指标： （1）系统型别 ； （2）开环增益 ； （3）相角裕度 ； （4）剪切频率 。 试应用频率响应法确定由近似PI控制器实现的串联迟后校正参数。 退出 退出 （1）迟后校正主要用来校正系统的低频段，用来增大未校正系统的开环增益，以便提高系统的稳态控制精度。而超前校正主要在于改变未校正系统中频段的形状，以便提高系统的动态特性。 （2）迟后与超前组合校正。迟后校正部分和超前校正部分既发挥了各自的长处又用对方的长处弥补了自己的短处。如超前校正部分可以提高系统的快速性，恰好可弥补滞后校正部分使系统反应速度降低的不利影响。 退出 6-2 已知单位反馈系统的开环传递函数为 试设计串联超前校正环节，使系统的开环速 度增益 ，相角裕度 。 退出 6-6 已知单位反馈系统的开环传递函数为 试确定串联超前校正环节 ，使校正后系 统开环增益不小于 ，最大超调量小于 30%，调整时间小于3s。 退出 6-13 设某单位反馈系统的开环传递函数为  要求系统的开环速度增益 ； 最大超调量 ； 调整时间 （ ）； 试确定串联滞后校正环节的传递函数。 退出 迟后—超前校正参数的确定 概括起来讲，主要内容是：一个定义，一张图，六个公式，一个流程。 一个定义是指迟后—超前校正的定义：在控制系统中，当具有相位迟后—超前特性的PID控制器作为对系统特性进行校正的一种装置时，这种校正形式称为迟后—超前校正。 一张图是指近似 PID 控制器的波特图： 退出 退出 （PID控制器） （近似PID调节器） 六个公式是指 超前： ，以 为纵坐标， 作 与 和 线的交点为 ， 得 退出 一个流程是指： 迟后： 校核 考虑开环增益未 校正的 定 即 退出 用希望对数频率特性确定校正参数 1、几个基本概念 （1）何谓系统对数频率特性 加入串联校正装置后系统达到了给定性能指标的 要求，我们称这时的开环对数频率特性为希望对 数幅頻特性，简称希望对数频率特性或希望特性 （2）何谓中频宽 一般将开环对数种幅頻特性+30dB到-15dB的范 围，成为中频段，简称中频宽。 （3）低频段、中频段、高频段及其对系统相关性 能的影响 退出 2、希望频率特性中频段的形状 退出 3、相互转换的几个重要公式 退出 “希望特性”校正的步骤一般如下： （1）根据对系统型别及稳态误差的要求，确定系统的型别和开环增益 。 （2）绘制考虑开环增益后未校正系统的幅频特性曲线①。 （3）根据动态性能指标的要求，由“经验公式”计算剪切频率 （应比实际计算值取得大一些以留下设计余地）、相角裕度 （应该留几度的余地）、中频区宽度 以及中频区的上下限交接频率 、 。 、 、 的实际取值按照下述不等式来确定。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　 退出 退出 （4）绘制系统的期望特性曲线② 1．根据已经确定的型别和开环增益k绘制期望特性的低频特性。 2．根据对系统响应速度及阻尼比的要求，通过期望的剪切频率 ，相角裕度 ，中频区宽度 以及中频区的上下限交接频率 ， 绘制期望特性的中频区特性，为了保证系统具有足够的相角裕度，一般取中频区的斜率为 。 3．绘制期望特性的低、中频区特性间的过渡特性，其斜率一般为 。 退出 4．根据对系统幅值裕度 及抑制高频干扰的要求，绘制期望特性的高频段，为了使得校正装置比较简单而便于实现，一般要求期望特性的高频特性与系统不可变部分的高频特性重合或斜率一致。 5．绘制期望特性的中、高频特性间的过渡特性，其斜率一般为 。 （5）由曲线②减去①得到曲线③，曲线③就是串联校正装置的对数幅频特性，由此求其传递函数。 （6）验证校正后的系统是否完全满足所提出的性能指标，如果不完全满足要求则需要按照上述步骤进行重新设计。 退出 反馈校正参数的确定 1、负反馈的功能 （1）比例负反馈可以减弱为其包围环节的惯性，从而