[工学]第六章 自动控制系统的校正2_2.ppt

第六章 控制系统的校正方法 目的 掌握改善系统性能指标的校正思路与方法 课程回顾 超前校正的特点和应用 相角超前（正），幅值增加 相角裕度增大，高频抑制能力变差 相角裕度增大，截止频率右移 超调量减小 调节时间减小 希望系统响应速度快、超调量小（动态性能好）--超前 实质 ----利用微分校正相角超前特性增大系统的相角裕度 中频斜率比较负（陡） 校正---使截止频率左移 适当降低中高频段幅值 保持低频高度不变（K） 例6.6 要求 解： 1）根据稳态性能指标要求确定K K=Kv=5 2）令 采用滞后校正 3）确定校正后的 求得 4）求滞后网络的 值 求得 5）求滞后校正装置的传递函数 滞后校正装置的传递函数为 6）系统校验 满足性能指标要求 滞后校正的特点和应用 相角滞后（负），幅值减小 相角裕度减小，截止频率左移 调节时间增大 中频斜率较负（陡）----滞后校正 实质 ----截止频率左移使相角裕度增大 滞后超前校正装置 滞后超前校正装置设计步骤 4）选择一个新的截至频率 ，使该频率处超前环节能提供足够的超前相角；又能通过滞后环节把原幅频特性衰减到0dB 5）确定滞后部分的转折频率 及 6）确定超前部分的转折频率 及 7）系统校验 例6-7 ，现要求Kv＝10， ， 试设计一个滞后超前校正装置 解：1）根据稳态性能指标求K 2）求原系统的截至频率和相角裕度 令 3）选择一个新的截至频率 在 处，原系统相角为0°，这意味着超前网络需提供约50°（不很大）的超前角，所以可选新的截至频率为 4）由超前部分提供最大相角确定 由 再确定滞后部分的转折频率 滞后部分传函 5）确定超前部分的转折频率 超前部分的传递函数为 滞后超前校正装置的传递函数 6）系统校正 作业 P325 （滞后校正） 6-5 6-7 6-8（频率法或根轨迹法均可） * 内容 系统校正的基础及思路 频率法校正---滞后校正 根轨迹法校正 中频段 三频段理论 高频段 低频段 对应性能 希望形状 L(w) 系统抗高频干扰的能力 开环增益 K 系统型别 v 稳态误差 ess 截止频率 wc 相角裕度 g 动态性能 陡，高 缓，宽 低，陡 频段 三频段理论并没有提供设计系统的具体步骤， 但它给出了调整系统结构改善系统性能的原则和方向 2.滞后校正 校正装置 传递函数 频率特性 具有高频衰减特性（可减小中高频幅值—截止频率左移） 但存在相位滞后 校正步骤 作原系统的伯德图 L0 (?) 检验稳态性能，若不满足，提升曲线L0 (?) 计算原系统的 若 采用滞后校正装置校正 确定校正后的 确定高频衰减率 ? 确定校正装置的转折频率(确定T) 校验 计算校正后的性能指标 例6-4 6-5 已知系统的开环传递函数 要求:（1） Kv ≥ 30 （2） ?c ≥2.3，?c ≥40? 用频率法设计校正装置。 解：1. 作固有系统的频率特性 2.计算固有系统的 0 0 c g w 和 c 3. 确定校正装置 要求 ?c≥2.3， ?c≥40? 采用滞后校正 4. 确定校正后的?c 5. 确定高频衰减率β ? = 11.2 6. 确定校正装置的转折频率 7. 校验 ?c = 2.72.3，?c=41.3? ≥ 40? 满足要求 0.02 0.27 ?c = 2.72.3，?c=41.3? ≥ 40? 具有高频衰减特性 但存在相位滞后 超前校正装置 提供正值（超前）相角，增大相角裕度 截至频率 右移 不足：截至频率右移过多时，相角裕度 减小 需将截至频率左移 滞后校正装置 使截至频率左移，从而相角裕度增大 超调量 调节时间 结合二者优点 3.滞后超前校正 减小 减小 增大 减小 增大 1）作原系统的伯德图 L0 (?) 2）检验稳