机械工程控制基础_ 校正课件.ppt

+ - + R(s) C(s) G(s) H(s) 含正反馈的系统方框图 + + - + R(s) C(s) G0(s) H(s) - 1 10 100 1000 520 -20dB/dec -40dB/dec -60/dec 控制系统开环频率响应Bode图 二.滞后校正 dB 1/βT 1/T 10lga 滞后校正装置的设计 ??? 滞后校正不是利用校正装置的相位滞后特性， 而是利用其幅频 特性曲线的负斜率段， 即幅值的高频衰减特性对系统进行校正的。 它使得原系统幅频特性曲线的中频段和高频段降低， 穿越频率 减小， 从而使系统获得足够大的相位裕量， 但快速性变差。 ???? 滞后校正装置设计的一般步骤如下： ?? 1） 根据稳态精度指标要求， 确定开环增益K。 ?? 2） 根据确定的K值， 绘制原系统的伯德图， 并确定原系统的 相位裕量γ。 ?? 3） 若原系统的相位裕量不满足要求， 则从原系统的相频特性 曲线上找到一点， 该点处相角为 ???????????????????????? ?????????φ=-180°+γ′+Δ??????? ??????????????????? ?? 4）? 量得原系统在ω′c处的对数幅频值L0(ω′c)， 并设L0(ω′c)=-20 lgβ，由此可解得β值。 ?? 5） 计算滞后校正装置的转折频率， 并作出其伯德图。 为了避免φm出现在ω′c附近而影响系统的相位裕量， 应使校正装置的转折频率远小于ω′c。? 一般取转折频率: 解: 1.作原系统Bode图.得::γ=-20° Kg`=-8db 系统不稳定. 2.取原图中γ=50 ° =40°+(5~12) ° 对应ω=0.6s-1 取ωc=0.5s-1 ωT1=(1/5~1/10) ωc=0.1s-1 3校正后开环系统: 4.校核 γ=40° Kg`=11db 2) 滞后校正没有改变原系统低频段的特性， 往往还允许增加 开环增益， 从而可改善系统的稳态精度。 ??? 3) 由于滞后校正使得系统的高频幅值降低， 因而其抗高频 干扰的能力得到加强。 ??? 4) 滞后校正主要用于需提高系统稳定性或者稳态精度有待 改善的场合。 ?? 三.迟后-超前校正? 通过前面的分析知道， 只采用超前校正或滞后校正难以同 时满足系统的动态和稳态性能要求。 而采用滞后-超前校正则 能同时改善系统的动态性能和稳态性能， 满足较高的性能要求。 (1) 滞后-超前校正装置(Phase-Lag-Lead Compensator) 1) 无源滞后-超前校正装置。 由RC电路构成的无源滞后-超前校正装置如图所示。 §6.4 PID调节器的设计 §6.5反馈校正及其参数的确定 + - Y X (a) R(s) C(s) G(s) R(s) C(s) G(s) (b) + - 图48 多环系统方框图 + - + - X Y 第六章 系统的性能指标与校正 6.1 系统的性能指标 系统性能指标，按其类型可分为： (1)时域性能指标,它包括瞬态性能指标和稳态性能指标。 其中,瞬态性能指标一般是在 单位阶跃输入下,由输出的过渡过程所给出的,实质上是由 瞬态响应所决定的,它主要 包括延迟时间、上升时间、峰值时间、最大超调量 或最大百分比超调量及调整时间（或过渡过程时间）等； 稳态性能指标主要指稳态误差。 dtrtptpMst 6.1 系统的性能指标 系统性能指标，按其类型可分为： 一.时域性能指标,它包括瞬态性能指标和稳态性能指标。 a. 瞬态性能指标一般是在单位阶跃输入下,由输出 的过渡过程所给出的,实质上是由瞬态响应所决定的,它主要 包括; 延迟时间td、 上升时间tr、 峰值时间tp、 最大超调量Mp或最大百分比超调量 调整时间ts（或过渡过程时间）等； b.稳态性能指标主要指稳态误差。 ess 二..频域性能指标 主要包括: 相位裕度γ、 幅值裕度Kg、 复现频率ωm、复现带宽0~ ωm 、 截止频率ωb和截止带宽0~ωb等 谐振频率ωr,谐振峰值Mr 必须注意，系统频域性能指标与时域性能指标间存在一定 的关系，如峰值时间和调整时间都与系统的带宽有关： 系统的带宽越大，则系统响应的快速性就越好。 1 开环频域指标 ——开环剪切频率（rad／s）；