自动控制原理课件第6章 控制系统的校正及综合.ppt

* * * 6.3 反馈（并联）校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * （b） 与 的Bode图 的对数幅频特性与 对称于零分贝线。 6.3 反馈（并联）校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * （c） 的Bode图 6.3 反馈（并联）校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * （d）等效的对数频率特性 6.3 反馈（并联）校正 例6-5 设系统方块图如下图所示， 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 要求选择 使系统达到如下指标： （1）稳态位置误差等于零 （2）稳态速度误差系数 （3）相位裕量 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 解 （1）根据系统稳态误差要求确定系统放大系数 选 系统开环传递函数为 其中原系统的局部闭环部分传递函数为 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 （2）期望特性的设计 绘制校正后系统开环对数幅频特性，确定等效开环传递函数 。象串联校正一样，我们使高频增益衰减，降低穿越频率使中频段以-20dB／dec过零分贝线。这样，校正后幅频特性将如下图中 所示，其特性曲线绘制如下： 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 我们可以近似认为特性曲线 是-2/-1/-3型特性。因 此，取 或 则 即 取 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 利用上面几个式子解得 因校正后特性的中频段应为-1特性，设它与校正前开环对数幅频特性相交于P点。则只要确定出P点的位置，就可以绘制出校正后的等效开环对数幅频特性。 根据相位裕量 的要求，由 可写出 于是，做-14.15dB线与校正前特性曲线W 相交，其交点即为P点。相交的频率即为 。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 计算 从图中可以看出，P点可能位于校正前特性的-2特性或-3特性的线段上。如设P点是在-2特性线段上，则可写出 其中， 为校正前特性W 的穿越频率。 可按近似法求得， 令 所以 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 将 代入上式，解得 可见P点是在-3特性线段上。 为使校正装置简单，取 ，则 由 解得 根据上面的计算结果，于是可由P点做-20dB／dec斜率的中频段渐近线，直到 的Q点，然后由Q点再做斜率为-40dB／十倍频的线交校正前开环对数幅频特性W于S点（频率为 ），就可以得到等效的开环传递函数 。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 (3) 校验 求局部小闭环传递函数 。 根据等效的开环传递函数 可知， 必须以20dB／dec线通过 。 在 范围内， 在 时，应以斜率为-40dB／十倍频的线穿越零分贝线。由此得到 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 在穿越频率 时，特性幅值为 在 时，小闭环开环频率特性相位移为 所以小闭环相位裕量为 ，小闭环是稳定的。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 （4）校正装置的求取 由 得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 如果选取下图所示的RC网络来实现 ， 由于 所以令 ，得 从而得到 。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈（并联）校正 考虑到小闭环的稳定性，一般被反馈校正所包围部分的阶次最好不超过二阶，以免小闭环产生不稳定。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.4 前馈校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * 目的：提高稳态精度 手段：采用复合控制 前馈控制＋反馈控制 复合控制分成两类： 东北大学《自动控制原理》课程组 * 按扰动补偿 按输入补偿 6.4 前馈校正 6.4 前馈校正 例6-6 设控制对象的传递函数为 东北大学《自动控制原理》课程组 * 设计校正装置，要求满足下列指标： 6.4 前馈校正 (1) (2)当