[工学]第八章 系统校正.ppt

因此，要使校正装置产生最大的效果，应使最大的超前角加在校正后的穿越频率处 也就是说，校正后穿越频率改变了（变大） ，不再是?c0，因而，不仅没有用上最大超前相角，而且，原系统的相角又滞后了一些 由此，产生两个问题： 校正后穿越频率应该在哪里？ 穿越频率变大后，增加fm不够，应再加多少？ 校正后穿越频率?c变大，原系统 相角滞后增加，应增加Df补偿， 即，相角必须满足： g＝g0+fm+ Df 由于校正后穿越频率未知，△?是估计的, 估计应根据: 1、原系统 ? 的大小；?小则校正后?c增加多,△?应大些； 2、原系统在原穿越频率附近相角变化的情况，(滞后）变化快，△? 应大些。 △? 通常取 5°～15° 1、原系统? 已有16.1°, ?m不大,a不会太大，校正装置产生的增益不大，?c 增加不多，△?不必太大; 2、系统在原穿越频率附近相角变化的情况比较平缓; 3、为了计算方便,?m取整。 ? 只要两个转折频率比=3，就能产生30°超前相角 ?要使校正装置产生最大的效果，应使校正装置最 大的超前角加在校正后的穿越频率处,即 wm＝wc 。 这样，使最大的超前角加在校正后的穿越频率处 ?原系统在新穿越频率wc处幅值必须＝-10lga。即， L0(wc）＝-10lga 由此确定 wc ?根据a值，可以求出校正装置在wm处增益 10lga ?根据校正装置中参数的关系 aw1 ＝ w2 wm＝√w1 w2 （wm＝wc） 得 w1 、w2 还有没有问题？ △?是预估的，合适 与否最后必须检验 完整解题如下: 解: 1、确定K值： 令K=Kv=12 2、画满足Kv要求后的固有系统BODE图 并求出固有系统的穿越频率?c0和相位裕量?0 本题已求出固有系统的 穿越频率 ?c0=3.464（1/sec） 相位裕量 ?0 = 16.1° 3、求应增加的相角?m ?m=30° (△?取6.1°) 4、求校正装置两个 转折频率宽度 a= 3 5、确定?c的位置 使L0(?)|?c=-10lga 计算方法： 确定了?c以后,使?c=?m,就可以和已求出的a共同确定校正装置的两个转折频率 6、确定校正装置参数 7、检验: 8、完成校正后的Bode图， 标注单位、数值等: 合格 校正后系统 1-2-1-2 型 最大的超前角加在校正后的穿越频率处,系统相对稳定性得到满足、校正后?c提高使系统的快速性也提高 低频段：斜率 -20dB/dec， 系统含一个积分环节，又，增益21.6dB,满足Kv=12 高频段：增益提高了，抗扰性能相对降低 -20dB/dec -40dB/dec -40dB/dec -20dB/dec 串联超前校正步骤小结： 7、检验 6、确定校正装置参数 8、完成校正后的Bode图，标注单位、数值等 注：如果要求计算电路参数，先任取某一个，再用下式求另两个： 关于超前校正的讨论： 1.串联超前校正装置的效果： ? wc提高了 系统快速性提高 ? g 增加了 系统相对稳定性提高 ? 低频段不变 不影响稳态误差 ? 高频段增益提高 抗干扰能力变差 影响系统性能？ 当要求fm较大时，fm－a 是非线性关系， a可能非常大，以至于不易实现。 这种情况下，可以用两个装置串联使用； 最好还是采用其它方法。 二、串联滞后校正 分析：K=5,这里是I型系统，K=Kv取=5，取5精度高， 但可能会引起校正实现困难； g=40度, 也取下限；和超前校正一样，先满足精度的要求再加校正装置满足相位裕量； wc是系统的快速性要求，因为滞后校正 会引起剪切频率降低，太低的剪切频率 会使系统响应迟缓，在设计 过程中给予考虑。 一个积分环节 两个惯性环节 ： 转折频率 w1=1， 画出Bode图如下: ： 低频段是一条过点A的斜率 为 -20dB/dec的直线 在?1=1处斜率转折为-40dB/dec ： ?=1处的幅值，设为A点 在?2=4处斜率转折为-60dB/dec 转折频率 w2=4， w1 w2 14dB A . -20dB/dec -40dB/dec -60dB/dec 5 14=40lgwc wc=2.24 原系统不能满足要求；滞后校正装置又不能产生超前相角；如何使用滞后校正装置 wc 相频特性 滞后校正装置的幅频特性在中、高频段可以产生衰减作用，利用这 个性能使原系统中、 高频段衰减从而得到 较大的裕量。 低频段的滞后角比较小，如果剪切频率在低频段，则系统就有足够的相位裕量 ? 如果剪切频率在0.7，对应相位裕量就有 45° 在原系统的相频特性中找出满足相位裕量下