自动控制原理总复习81811.ppt

* 2.相位裕度γ(ωc) 相频特性曲线在ω= ωc时的相角值φ(ωc)与-180°之差。 相位裕量的物理意义是， 为了保持系统稳定，系 统开环频率特性在ω= ωc 时所允许增加的最大相位 滞后量。 对于最小相位系统， 相位裕度与系统的稳 定性有如下关系： * 4.中频宽度h 开环对数幅频特性以斜率为-20dB/dec过横轴的线段宽度h，称为中频宽度。 h的长短反映了系统的平稳程度，h愈大，系统的平稳性越好。 * 已知单位反馈系统的开环传递函数 试求系统的相角欲度和幅值裕度。 系统的交接频率依次为1，2，10，20。低频段渐近线的斜率为-20，且过（1,40dB）点。 系统相频特性按下试计算 系统的穿越频率 * 三频段与系统性能的关系 对最小相位系统 1①若中频段的斜率为-20dB/dec，则h愈宽，γ(ωc)愈大，平稳性越好， ωc越大，则快速性越好。 ②中频段的斜率为-40dB/dec，h愈宽，平稳性越差。 ③中频段的斜率为-60dB/dec，系统不稳定。 重要结论：控制系统要具有良好的性能，中频段的斜率必须为-20dB/dec，而且要有一定的宽度（通常为5~10）；应提高截止频率来提高系统的快速性。 2.低频段 表征了系统的稳态性能即控制精度。从稳态而言，总希望K大些，系统类型高些，这样稳态误差就小些 3高频段 反映系统的抗干扰能力，斜率越负，抗干扰能力越强 * 三频段与系统性能的关系 1.低频段 表征了系统的稳态性能即控制精度。从稳态而言，总希望K大些，系统类型高些，这样稳态误差就小些 2.高频段 反映系统的抗干扰能力，斜率越负，抗干扰能力越强。 * 频域性能与时域性能的关系 1　相位裕量增加，超调量下降，系统动态过程平稳性变好。 2　ζ确定以后，增益剪切频率ωc大的系统，过渡过程时间 短，而且正好是反比关系。 * 超前校正装置的作用 使校正后系统的截止频率增大，通频带变宽，提高了系统响应的快速性。 使校正后系统的相角稳定裕度增大，提高了系统的相对稳定性。 采用未经增益补偿的相位超前校正环节，其低频段衰减使系统的稳态性能降低。但采用具有增益补偿的相位超前校正环节，其高频段幅频特性的上移，会削弱抗高频干扰的能力。 优点： 缺点： 在滞后校正中，我们利用的是滞后校正网络在高频段的衰减特性，而不是其相位的滞后特性。对系统滞后校正后： ① 改善了系统的稳态性能。 滞后校正网络实质上是一个低通滤波器，对低频信号有较高的增益，从而减小了系统的稳态误差。同时由于滞后校正在高频段的衰减作用，使增益截止频率移到较低的频率上，而在截止频率附近保持相频特性不变；保证了系统的稳定性。 ② 响应速度变慢。 滞后校正装置使系统的频带变窄，导致动态响应时间增大。 * 超前校正和滞后校正的区别与联系 总复习 求图所示系统的传递函数C(s)/R(s) * 求图所示系统的传递函数C(s)/R(s) * 试简化系统结构图，并求系统传递函数。 * R(S) 1 1 G1 G3 G2 Y(S) G4 -1 -H1 -H2 * * 设二阶控制系统的单位阶跃响应如图所示。试求系统的闭环传递函数。 由于在单位阶跃函数作用下,响应的稳态值是3,不是1,故此系统的增益为3。因而有: * 故 已知控制系统结构如图所示， 1、当b=0时，试确定单位阶跃输入时系统的阻尼系数、自然频率、最大超调量以及单位斜坡输入所引起的稳态误差。 2、确定系统阻尼比为0.8时的速度反馈常数b的值，并确定在单位阶跃输入下系统的最大超调量和单位斜坡输入所引 起的稳态误差。 3、怎样使上一问的阻尼比保持0.8不变而使其稳态误差等 于第一问的稳态误差值。 - - * 当b=0时，开环传递函数为 闭环传递函数 当r(t)=t时， 1、当b=0时，试确定单位阶跃输入时系统的阻尼系数、自然频率、最大超调量以及单位斜坡输入所引起的稳态误差。 - - - - * - - 2、确定系统阻尼比为0.8时的速度反馈常数b的值，并确定在单位阶跃输入下系统的最大超调量和单位斜坡输入所引 起的稳态误差。 当b不为0时， 令 当r(t)=t时 - - * 3、怎样使上一问的阻尼比保持0.8不变而使其稳态误差等 于第一问的稳态误差值。 - - 使用比例加微分串联校正可以达到目的，如图所示，这时在原闭环系统上加入一零点。 - - - - * * 系统稳定的必要条件：特征方程所有系数均为正，则系统可能稳定，可用劳斯判据判稳。假如有任何系数为负或零（缺项），则