校正的基本概念以及校正装置.ppt

自动控制原理（第二版） 要求： 1、交第五章作业 2、务必熟练掌握对数幅频特性渐进的画法要求 熟练，频域法的校正就是在bode图上做文章！！！！！！ 1、关于校正 2、系统设计与校正问题 一个良好的实际运行系统 相角裕度45o左右 若低于此值，系统的动态性能较差，对参数变化适应能力弱 若高于此值，对整个系统及其组成部件要求较高，实现上困难，或因此不满足经济性要求，同时稳定性过好，造成系统动态过程缓慢 45o左右相角裕度 中频区-20dB/dec,占据一定频率范围，保证系统参数变化时，相角裕度变化不大 3、校正方式 校正装置的连接方式: (1)串联校正 (2)顺馈校正 (3)反馈校正 Gc(s): 校正装置传递函数 G(s): 原系统前向通道的传递函数 H(s): 原系统反馈通道的传递函数 串联校正的接入位置:一般情况下，对于体积小、重量轻、容量小的校正装置(电器装置居多)，常加在系统信号容量不大的地方，即比较靠近输入信号的前向通道中。相反，对于体积、重量、容量较大的校正装置(如无源网络、机械、液压、气动装置等)，常串接在容量较大的部位，即比较靠近输出信号的前向通道中。 顺馈校正是将校正装置Gc(s)前向并接在原系统前向通道的一个或几个环节上。它比串联校正多一个连接点,即需要一个信号取出点和一个信号加入点。 反馈校正 4、基本控制规律 4、常用校正装置及其特性 1.无源超前校正 网络的传递函数 G(S)=Z2/(Z1+Z2) =(1+ɑTS)/ɑ(1+TS) 式（6-1） 式中 T=R1R2C/(R1+R2) ɑ=(R1+R2)/R21 φm = φz - φp0，相位超前作用 无源超前网络(1+αTS)/(1+TS)的Bode图，必须清晰透彻！！！ 最大幅值增益是20lga(dB)，频率范围ω1/T； 由相频特性可求出最大超前相角对应的频率ωm ， ωm 是两个转折频率的几何中心点； 在ωm处的对数幅值为10lga。 2.无源滞后校正 Z1=R1 Z2=R2+1/CS G(s)=Z2/(Z1+Z2) =(1+bTS)/(1+TS)（推导） （6-2） T=(R1+R2)C b=R2/(R1+R2)1 无源滞后网络(1+bTS)/(1+TS)的Bode图，必须清晰透彻！！！ 推导bode图！ 透彻讲解校正！！！ 3 .无源滞后-超前校正 由式(6-1)可看出，无源超前网络具有幅值衰减作用，衰减系数为1/α。如果给超前无源网络串接一放大系数为α的比例放大器，就可补偿幅值衰减作用。此时，超前网络传递函数可写成： G(S)=(1+αTS)/(1+TS) 由上式可知，超前网络传递函数有一个极点p(-1/T)和一个零点Z(-1/αT)，它们在复平面上的分布如图所示. -1/T -1/ɑT s p Z jω ? 0 φz φp 图 超前网络零、极点在S平面上的分布 dφc(ω) dω = 0 令 ωm= 1 aT 1 T = 1 T 得 Lc(ωm)=10lga φm=arcsin a-1 a+1 Lc(ω) 0dB 0o 1/aT 1/T ωm 20lga 10lga φm ω m 结论： ● 超前网络特点：相角超前，幅值增加 ● 一级超前网络最大超前角为60o ● 最有效的 不超过20 Ui Uo R1 R2 C 图2 无源滞后网络 如果信号源的内部阻抗为零，负载阻抗为无穷大，则滞后网络的传递函数为 Z P -1/bT -1/T S ? jω φz φp 0 图6－11 滞后网络零、极点在S平面上的分布 向量zs和ps与实轴正方向的夹角的差值小于零， 即 φ= φz－φp0 这表明滞后网络具有相位滞后作用。 用s=jω代入式（6-6），得到滞后 网络的频率特性 G(jω)=(1+jbTω)/(1+jTω) (6-7) 由相频特性可求出最大滞后相角对应的频率为 最大的幅值衰减为20lgb,最大的衰减频率范围是 * * 第六章 线性系统的 校正方法 1.校正：采用适当方式，在系统中加入一些结构和参数可调整 的装置（校正装置），用以改善系统性能，使系统满 足指标要求。 2.校正问题的一般提法 已知