第6章系统校正(5.29).ppt

第6章 控制系统的设计和校正 内 容 提 要 6.1.2 系统的校正方式 第六章结束 谢 谢！ 特性曲线如下图所示 ω 40 1 -20 -40 L(ω) -20 -40 20 10 100 -60 0.1 60 31 1.25 0.25 42.6 20 校正装置 校正前 校正后 ★ 特点与作用： 用低频积分性质和高频相位超前的特性来全面改善 系统性能，低频段提高稳态精度，高频段相位超前 使 。 2. 用于需要同时改善暂态和稳态性能的系统，但结构 复杂，校正繁琐。 四、期望特性法（只适用于最小相位系统） （一）期望特性法： §6—3 串联校正 上述三种方法均为试探法——从原系统的 出发， 靠性差，工作量大。 ，若不满足需重选，可 依据分析和经验，选取 根据给出的性能指标先求出与此对应的系统幅 ——希望对数幅频特性， 比较， 频特性 与原系统的 再将它 以确定 ，进而确 定其参数。 校正后 则 据此写出 ①低频：K应充分大，且具有负斜率，保证ess的要求。 ②中频：宜取 且宽， 适当，保证 。 ③高频：应有较大的幅值衰减，抗高频干扰能力增强。 §6—3 串联校正 （二）典型期望对数频率特性： 二阶期望特性： 校正后为典型二阶系统，又称为典型1型系统， 中频段反映系统的稳定性和快速性（动态特性） 中频段 最小相位系统的相位裕量 中频段的斜率 高频段的斜率 中频段的带宽 低频段斜率 中频段斜率变化对γ 的影响 Middle1.m –60dB/dec 肯定不稳定； –40dB/dec 可能稳定，但稳定裕量较小； –20dB/dec 一般稳定，且稳定裕量大。 !!例外：频带太窄时，ωc ?ωg ，也不稳定。 中频段斜率变化对γ 的影响 §6—3 串联校正 将时域指标转化为频域指标后：稳定性为 常采用超前、滞后、滞后—超前三种方式。 暂态性能为 ；稳态性能为K。串联校正中 、超前校正： 已考虑了低频衰减，则有 1、实质：利用超前校正装置的相位超前特性增大系 统的相角裕量，以改善系统的暂态性能。因此应 将超前校正网络的 处于校正后系统的 处。 2、作用： 1）使 2） 3）对提高稳态精度作用不大，抗高频干扰能力降低。 §6—3 串联校正 4）适于ess已满足，噪音信号很小，但 不够的 系统。 3、步骤： 1）根据ess确定K； 2）根据K、υ绘制原系统的 ，确定未校正 系统的 ( ) ˉ ? - - s b c t w w ( ) ( ) w j w 、 L 校正装置 校正后系统 校正前系统 0 -40 -40 -20 -20 +20 a)若对 已有要求，则可查到 ；取 使 与 之和为 0，即可求得 。 b)若对 未提出要求，则由 （裕量 ），求得 。则有 在 上查出其幅值为 ，所对应的 就是 ，且 §6—3 串联校正 3）确定 和 4） §6—3 串联校正 5）画 曲线。 6）检验指标，若不满足再重选一次 和 7）确定电路参数（R、C等）。 例1、若 ，要求在 下 ，求 。 §6—3 串联校正 R(s) C(s) - 解：1） ，画 曲线，则有： 2） ，在 上量 所对 校正装置 校正后系统 校正前系统 0 -40 -40 -20 -20 +20 1 3） 4）补偿校正损失： ，则有 §6—3 串联校正 满足要求。 §6—3 串联校正 5）确定参数： 若选 （任选，但应以C不要太大为合理）， 二、滞后校正： §6—3 串联校正 ，要求 例2、 R(s) C(s) - 解：1） 2）画 曲线， 不稳。 4）分析：现要求 比 小不少， 3）若采用超前校正，则 ，且 之后的 。经计算： 不满 需放大100倍，所以超前校正 难以凑效。 §6—3 串联校正 1、步骤： 1）根据ess确定K，绘制原系统的 计算 。因此需要有一 使中频的 率的校正网络，且远离 以使 （负的） 对 几乎无影响，采用滞后校正。 所以可 个负斜 2）确定 a)若题目给出 ，可选用之，简单。 b)若题目未给出 ，则利用： [其中 为裕量 ，以补偿 ] 根据 在原系统 上查出对应的 §6—3 串联校正 3）求 ：找出原 求得 4）确定 （要远离 ）， 画出 曲线。 5）校验： 6）