第七章控制系统综合校正PPT课件.ppt

;7 控制系统的综合校正; 常用的时域指标有：;开环频域指标;闭环频域指标;;2．误差平方积分性能指标;7.2 系统的校正概述; ;超前校正;超前校正网络的频率特性;超前校正网络的作用;滞后校正;滞后校正网络的频率特性;滞后校正网络的作用;滞后-超前校正;滞后-超前校正网络的频率特性;PID 调节器;比例调节器 (P 调节);;;;;; 在积分控制器中，调节规律是：偏差 经过积分控制器的积分作用得到控制器的输出信号 。其方程如下：; 在微分控制器中，调节规律是：偏差经过微分控制器的微分作用得到控制器的输出信号，即控制器的输出与偏差的变化速率成正比。其方程如下：;; 比例、积分、微分控制器各有其优缺点，对于性能要求很高的系统，单独使用以上任何一种控制器达不到预想效果，可组合使用。PID调节器的方程如下：; ; ;;;;;改变局部结构和参数;2. 比例反馈包围惯性环节;3. 微分反馈包围振荡环节;4.利用反馈校正取代局部结构; 速度反馈在随动系统中使用得极为广泛，而且在改善快速性的同时，还具有良好的平稳性。; ; ;;;7.5 用频域法对系统进行设计与校正;1. 二阶最优模型;典型二阶I型系统的开环传递函数：;最佳阻尼比;;相角裕量为正，系统闭环后稳定。;;; 显然，知道了 、h 和 的值，伯德图就可以完全确定了。;;;;;;;－ * －;; 该系统比典型形式相角裕量增加 ， 系统闭环后相对稳定性更好。 一般 ;;; 如果在的频段 内，逐个频率区域给出了误差的要求，即可按上述原则求出各个频率下最低的开环增益; ; 所谓高频区，是指角频率大于 的区域。高频区伯德图呈很陡的斜率下降有利于降低噪声，也就是控制系统应是一个低通滤波器。;; 高频段有多个小惯性环节，将对典型高阶模型的系统的相位裕度产生不利的影响，使原来的相角裕度降低。; 当高频段有好几个小时间常数，且满足 时，如下图，可认为; ;;;;可见，该系统 对稳定性的不利影响较大，必须予以考虑。;;式中， — 校正装置传递函数； — 系统固有传递函数； — 希望开环传递函数。; ;解: 首先确定希望对数频率??性 1． 值可用经验公式初步确定;因 均大于 ，令; h 值的大小影响超调量， 影响快速性，根据 ，故可选 h = 10。;;;7.7 确定PID参数的其它方法;; 设一阶系统开环固有传递函数和校正环节传递函数分别为; 对于二阶系统，一般应采用完整的PID校正才能实现任意极点配置。设二阶系统开环固有传递函数和校正环节传递函数分别为;;;;;令单位加速度输入的稳态误差 ，利用上式，可得;试探法;齐格勒－尼柯尔斯法;;;;;;;速度调节系统;伺服电动机－测速机－光电编码器组合件;H桥型PWM功率放大器原理图;脉宽调制器;脉宽调制器输入、输出波形图;跨导功率放大器外形图 ;霍尔电流传感器原理图;霍尔电流传感器原理方框图;电流环方块图;电流调节器电路原理图;电流环的期望频率特性;双环调速系统方框图;速度调节器电路图;双环调速系统简化方框图;调速系统固有的和期望的Bode图;电压－位置随动系统原理图;电压－位置随动系统结构;位置环调节器;位置环的固有的和期望的Bode图; ;; ; ; ; ; ; ; ; ;