第章线性系统的校正方法(《自动控制原理》课件)（ 精品）.ppt

* * * * * 由上分析可知, 当原系统的开环放大倍数为0.84时, 虽动态能 满足要求, 但稳态误差不满足要求. 若提高开环放大倍数至稳态 误差满足要求, 则动态不满足要求, 即仅靠调整系统本身的参数 已无法兼顾. (2) 设计滞后校正网络 其传递函数为: 其中KC是串接的放大器增益, 目的为提高系统的开环放大倍数,滞 后网络将使原根轨迹向右弯曲, 为使弯曲程度尽可能小,而不太多 地影响原系统的动态性能, 选校正网络的零点到虚轴的距离为原 闭环主导复数极点到虚轴距离的1/5~1/10, 取 ,一般取 则校正网络的极点 , 它俩很靠近原点, 但相互间距原点 距离有十倍, 即校正后的开环放大倍数可为原来的十倍. 校正后系统的开环传递函数为: 其根轨迹图如下, -1 -5 0 jω σ -0.08 -0.008 按第(1)步的计算方法 时,校正后闭环系统的主导复数 极点 (3)校核 校正后系统的速度误差系数 校正后系统的稳态误差 ,串接的放大器增益为: 由于校正后闭环系统的主导复数极点是由 百分比超调量满足要求, 校正后闭环系统的主导复数极点实部绝 对值为0.37, 故 而得, 所以最大 有关用根轨迹法设计系统的其它内容在此不作深入讨论, 可 参阅其它参考书上中有关内容. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第六章 线性系统的校正方法 6-1 概述 一般控制系统的结构可由下图表示: 执行机构 被控对象 r(t) y(t) 实际中, 一旦执行机构和被控对象选定后, 其特性也确定. r(t)是 给定的输入信号, y(t)是被控对象的输出信号, 也叫被控量.当y(t) 不满足人们所期望的要求时, 就将输出y(t)反馈到输入端, 构成如 下的闭环系统: 执行机构 被控对象 r(t) y(t) 控制器 e(t) 检测变送器 由图可知, 给定的输入信号r(t)与实际输出y(t)的测量值进行 比较得偏差信号e(t),控制器按e(t)的大小和方向以一定的规律给 出控制信号推动执行机构动作使输出y(t)满足人们所期望的要求. 控制器的本质是对其输入信号e(t)按某种运算规律进行运算,这种 运算规律也叫控制规律. 本章的内容仅涉及如何设计控制规律以 满足人们对控制系统的性能要求. 6-2 输出反馈系统的校正方式与常用校正装置的特性 输出反馈系统的校正方式基本分为两类, 一是串联校正,如下 图所示: 校正装置 与系统的广义对象 串接在前向通道的校 正方式叫串联校正. 二是并联校正, 如下图所示: 校正装置 与系统的某个或某几个环节反向并接, 构成局 部反馈, 称为并联校正. 在介绍校正的方法前, 先介绍常用校正装置的一些特性. 1. 无源校正网络 一般用阻容四端网络构成无源校正网络. (1)无源超前网络(相位超前网络) 其电路如下图所示: 其传递函数为: 其零﹑极点在s平面上的位置及对数幅频和相频特性曲线见下图: 超前网络的特点: (1) 零点在极点的右边; (2) 网络的稳态增 益小于1,故对输入信号具有衰减作用; (3)从幅频曲线上看,有一段 直线的斜率为正20分贝十倍频程, 所以超前网络具有微分作用; (4) 网络的最大超前相角 发生在 处, 且 显然, 越大, 也越大, 微分作用也越强, 但网络克服干扰信号 的能力越差,分度系数 的值一般不大于20. (2)无源滞后网络(相位滞后网络) 滞后网络的电路图,零﹑极点在s平面上的位置及对数幅频 和相频特性曲线见下图: 网络传递函数为: 滞后网络的特点: (1) 零点在极点的左边; (2) 网络的稳态 增益等于1,故对输入信号具有低通滤波作用; (3)从幅频曲线上看, 有一段直线的斜率为负20分贝十倍频程, 所以滞后网络对高频信 号或噪声有较强的抑制作用; (4) 网络的最大滞后相角 发生在 处, 且 显然, 越大, 也越大, 即相角 滞后得越利害. 使用滞后网络对系统进行校正, 应力求避免使滞 后网络的最大滞后相角发生在校正后系统开环幅值穿越频率(即 截止频率)附近, 引起相角裕度的减小, 使系统动态性能变坏. 因 此在确定滞后网络的参数时, 一般要求 小于校正后系统 开环幅值穿越频率(即截止频率)的十分之一. 滞后网络在校正后 系统开环幅值