(2015.11.25)第六章自动控制原理自动控制系统校正.ppt

* ω=1 20lgK ωC ωC -180° -90° 21.58dB * ３．选用相位超前校正装置．根据对相角裕量的要求，计算需产生的最大相角超调量 　　由于采用超前校正，校正后的剪切频率将增大，在新的剪切频率处，　　　　将更接近　　　．考虑到这个因素，取一个附加的相角超调量是　　．这样求得的最大相角为　　． ４．根据　　确定　值 * ５．确定校正后系统的剪切频率，使新的剪切频率发生在最大超调角　所对应的频率　　处．因为超前校正装置在　　处的幅频特性为: 　　为了使新的剪切频率等于　　，须使未校正系统在　　处的对数幅值为 　　从对数幅频特性上找到　　　　　　　的点，其对应的频率　　就是新的剪切频率，且 　　从图上可以确定 * ) ( w j ° 90 ° 180 ° 0 ) ( 0 w j G D dec dB / 20 - dec dB / 40 - ) ( lg 20 w j G c dec dB / 40 - 校正前 校正后 -4.77dB ωc2 ωc1 * ６．据此确定超前校正装置的转折频率 于是超前校正装置的传递函数为 ７．为抵消超前校正装置衰减所需的放大倍数 * 经过超前校正后系统的开环传递函数为 ８．作校正后系统的伯德图，并求相角裕量 　　需要指出的是，能够满足性能指标的校正方案不是唯一的。校正装置的参数不是统一的，可能各人做出的结果不一样．同时，校正是一个反复试探的过程。若校正后仍不满足指标，则需重新选取校正装置参数，直到满足指标为止． 　满足要求 进一步可以比较校正后系统的谐振峰值　　和带宽　 。 * ° 180 ) ( w j ° 90 ° 0 ) ( 0 w j G D dec dB / 20 - dec dB / 40 - ) ( lg 20 w j G c dec dB / 40 - 校正前 校正后 ωC2 ωC1 γ0 γc * 一般来说，当一个反馈控制系统的动态性能已经满足时,若单纯提高放大系数去提高其稳态精度，则会导致幅值穿越频率右移，影响动态性能。为了既改善稳态性能又不致影响其动态性能，对系统的开环对数频率特性来说，就要求在低频段抬高，以提高其放大系数，而中频段则基本不上升，以使幅值穿越频率保持原值，原相位基本不变，此时就可以采用滞后校正。 6.4.1 相位滞后校正装置及其特性 * 传递函数： 频率特性表达式： 相角位移： ?(?)=arctan?T-arctan(??T)?0 1、无源滞后校正装置 电路： * 滞后校正装置伯德图的特点： 1）转折频率之间渐近线斜率为-20dB/dec，起积分作用； 2）?(?)在整个频率范围内都0，具有相位滞后作用； 3）?(?)有滞后最大值?m；它位于两个转折频率的几何中点。 * §６－３ 　迟后校正 4）它实际上是一个低通滤波器，对低频信号没有衰减作用，但能削弱高频噪音的作用（一般噪音都是高频的）。　值越大，抑制噪音的能力越强。通常选 ， 太大，不容易实现。 　　迟后校正装置的最大迟后角　 位于　　和　的几何中心　　处 。 * 2、串联滞后校正装置对被校正系统性能的影响 1)系统的中频段与高频段被压缩，校正后的幅值穿越频率?’c左移、减小。 2)由于系统相位在频率较低时相位滞后相对较小，故相位裕量增大，改善了系统的相对稳定性。 3)高频段的衰减使系统的抗高频扰动能力增强。 4)频带宽度变窄，快速性将受影响。 为了避免对系统的相位裕量产生不良影响，应尽量使?m远离校正后系统新的幅值穿越频率?’c，一般?’c远大于第二个转折频率?2，即有 * 从根轨迹的角度看，由于校正装置的传递函数为： 近原点，对输入有明显的积分作用。如果T值较大，相当于系统提供了一对靠近原点的开环偶极子，有利于改善系统的稳态性能。 零极点的分布如图所示，相当于给系统增加了一个开环零点与开环极点。而且开环极点较开环零点更接 * 实际上如果T特别大,则近似认为有： 此为理想PI调节器，能够在对系统动态性能影响不大的前提下，改善稳态性能。故PI校正又称滞后校正（积分校正）。 * 2、有源滞后校正装置 * 6.4.2串联滞后校正装置的分析法设计 1.按稳态性能的要求确定系统的型别与开环放大系数； 2.按确定的开环放大倍数绘制未校正系统的对数频率特性，并求开环频域指标：剪切频率与相位裕量等； 3.确定校正后的剪切频率?’c 原系统在?’c处的相位裕量应为γ0=γ’+△，其中γ’是要求的相角裕度，而△=5°～15°是为了补偿滞后校正装置引起的相角滞后。在波特图上找出符合这一相位裕量的频率，