自动控制原理简明教程6-必威体育精装版.ppt

例：设单位反馈系统的开环传递函数为 ， 要求对系统进行校正以满足如下要求： 1）相角裕度 ；2）截止频率 ； 3）系统的开环增益 。 解： (1) 选取K=30，即可满足要求。 (2)绘制未校正系统的对数频率特性，如图中的黑线所示。 由图可得，未校正系统的截止频率 ，相角裕度 。可见相角裕度不满足指标要求，采用滞后-超前校正。 (3)确定校正网络超前部分转折频率 。 在未校正系统对数幅频特性上，选择斜率从-20dB/dec变为 -40dB/dec的转折频率作为校正网络超前部分的转折频率，则 (4)选择校正系统的截止频率 ，并确定校正网络的衰减子 。 由于要求 ， ，由式(6-43)， 系统校正前后和校正装置的伯德图 (5)确定网络滞后部分转折频率 。 因 ，故已校正系统开环频率特性为 可求出 ，整个滞后-超前校正装置的传递函数为 经过校正后的传递函数为 校正后系统的伯德图如图所示。系统的相角裕度为 ，大于给定的 。 令 § 6.4 反馈校正 §6.4.1 反馈校正的原理 图中 为局部反馈校正环节的传递函数。系统开环传递函数 反馈校正的结构图 当内环稳定，即传递函数的极点都在s平面左半部时 (1)在 时， ， 则有 上式表明，当内环的开环频率特性的幅值远远大于1时，可以认为系统局部反馈闭环回路频率特性近似等于反馈装置的频率特性 的倒数，而与被反馈校正装置包围的环节 （即控制对象）的频率特性无关。 (2) 当 时， ，则有 此时表明当内环的开环频率特性的幅值远远小于1时，系统局部反馈闭环回路频率特性近似等于被反馈校正装置包围的环节 （即控制对象）的频率特性，而与反馈校正装置 的频率特性无关。 §6.4.2 反馈校正的特点 (1) 反馈校正可以削弱非线性影响； (2) 可以减小系统的时间常数； (3) 可以降低参数变化的敏感性； (4) 可以抑制系统噪声等。 §6.4.3 反馈校正的一般步骤 (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K； (2) 绘制考虑开环增益后未校正系统的对数幅频特性曲线①； (3) 根据给定性能指标要求，绘制对应的期望开环对数幅频特性曲线②； (4) 由曲线①减去曲线②得到曲线③，取曲线③中大于零分贝的那段幅频特性作为 ，从而得 的对数幅频特性； (5) 检验局部反馈回路的稳定性，检查期望开环对数幅频特性曲线②的截止频率 附近 的程度； (6) 由 求出 ； 在 的频率范围内取特性曲线②的镜像（即关于0dB线对称）得到曲线④，曲线④就是反馈环节的幅频特性，并由此求出其传递函数； (7) 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。 小 结 控制系统的校正主要有两个目的, 一是使不稳定的系统经过校正变为稳定, 二是改善系统的动态和静态性能。 线性系统的基本控制规律有比例控制、微分控制和积分控制。应用这些基本控制规律的组合构成校正装置,附加在系统中, 可以达到校正系统特性的目的。 根据校正装置在系统中的位置划分, 有串联校正和反馈校正; 根据校正装置的特性划分, 有超前校正和迟后校正。 串联校正设计比较简单, 容易实现, 应用广泛。在设计串联校正装置时, 应当掌握超前、迟后、 迟后-超前三种校正的基本作用及各自适用的情况。根据系统原有部分的特点和设计的要求选择这三种校正中的一种, 并用频域法进行设计。 反馈校正的主要特点是在一定频率范围内用校正装置传递函数的倒数去改造对象。  复合控制虽然在实际上不能使输出响应完全复现参考输入, 或完全不受扰动影响, 但如使用得当, 对提高稳态精度有明显作用, 对暂态性能则作用有限。  本章内容的重要特点是带有工程设计的性质。设计问题的解答从来不是唯一的, 所以本章所述的许多内容都不是以充分