第2讲 常用校正装置及其特性.ppt

可见，串联校正的结果是在原系统中引入一对零、极点，且由于零点更靠近坐标原点，故起主要作用。从根轨迹的观点来看，这种零、极点的引入将使原系统的根轨迹向左偏移，有利于改善系统的动态性能。 看出：1、对数幅频特效曲线为倒梯形 2、对数相频特性为近似正弦，存在一个相角为零的角频率 小结 无源超前网络的特性 无源滞后网络的特性 无源滞后、超前网络的特性 * 一般而言，当控制系统的开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时，系统有可能不稳定，或者即使能稳定，其动态性能一般也不会理想。在这种情况下，需在系统的前向通路中增加超前校正装置，以实现在开环增益不变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的要求。 6.2 常用校正装置及其特性 无源校正网络 超前校正 有源校正网络 1.无源超前校正 滞后校正 滞后超前校正 1.无源超前网络 假设该网络信号源的阻抗很小，可以忽略不计，而输出负载的阻抗为无穷大，则其传递函数为: 分度系数 无源超前网络的函数 时间常数 分度系数 注：采用无源超前网络进行串联校正时，整个系统的开环增益要下降 倍，因此需要附加放大器增益以补偿 带有附加放大器的无源超前校正网络 补偿后网络的传递函数为： ?超前网络的零极点分布 由于 故超前网络的负实零点总是位于负实极点之右，两者之间的距离由常数 决定。 可知改变 和T(即电路的参数 超前网络的零极点可在s平面的负实轴任意移动。 )的数值， ? 频率特性曲线 画出对数频率特性如图所示。 20dB/dec 显然，超前网络对频率在 之间的输入信号有明显的微分作用，在该频率范围内输出信号相角比输入信号相角超前，超前网络的名称由此而得。 求导并令其为零 求得最大超前角频率 在最大超前角频率处 具有最大超前角 正好处于频率 与 的几何中心 的几何中心为 但a不能取得太大(为了保证较高的信噪比),a一般不超过20。这种超前校正网络的最大相位超前角一般不大于 如果需要大于 的相位超前角，则要在两个超前网络相串联来实现，并在所串联的两个网络之间加一隔离放大器，以消除它们之间的负载效应。 频率特性 20dB/dec (b) 最大超前角及最大超前角处幅值与分度系数的关系曲线 dB o a 2.无源滞后网络 如果信号源的内部阻抗为零，负载阻抗为无穷大，则滞后网络的传递函数为 时间常数 分度系数 无源滞后网络特性 -20dB/dec ?滞后网络在 时，对信号没有衰减作用 时，对信号有积分作用，呈滞后特性 时，对信号衰减作用为 ?最大滞后角，发生在 几何中心，称为最大滞后角频率 b越小，这种衰减作用越强 ?采用无源滞后网络进行串联校正时，主要利用其高频幅值衰减的特性，以降低系统的开环截止频率，提高系统的相角裕度。滞后网络怎么能提高系统的相角裕度呢？ 在设计中力求避免最大滞后角发生在已校系统开环截止频率 附近。选择滞后网络参数时，通常使网络的交接频率 远小于 一般取 此时，滞后网络在 处产生的相角滞后按下式确定 将 代入上式 b与 和20lgb的关系 b 0.01 0.1 1 20lgb dB 滞后校正网络传递函数写成零、极点的形式： 由于极点比零点更靠近原点。故如果T值足够大，则滞后网络将提供一对靠近坐标原点的开环偶极子。在不影响远离偶极子处的根轨迹前提下，将大大提高系统的稳态性能。 3.无源滞后-超前网络 传递函数为: 设 则有当 时 系统的对数幅相频率特性如图： 无源滞后-超前网络频率特性 求相角为零时的角频率 ? ? * * * *