第六章线性系统的校正方法.pptx

1;2;常用校正装置及其特性;图 RC超前校正网络;时间常数：;（2）超前网络的零、极点分布直接影响到系统性能 ;（3）Gc(s)的对数幅频特性和相频特性;;在最大超前角频率处;; ;12;13;滞后校正网络对数坐标特性;同超前网络，滞后网络在;（3）无源滞后—超前网络;滞后-超前网络特性;18;滞后—超前校正网络的作用说明;; 相位超前网络串联校正的基本原理是利用其相位超前的特性。为了获得最大的相位超前量， 应使得超前网络的最大相位超前发生在校正后系统的截止频率处。 具体做法就是找到未校正前系统的对数幅值等于 -10lga处的频率，然后令该点处的频率作为校正后系统新的截止频率即可。;?确定开环增益 K 后，画出未校正系统的伯德图，;23;?确定最大超前频率;?确定校正网络的转折频率;确定开环增益K; 例1系统如图,试设计超前校正网络，使r(t)=t 时 ;;?根据相角裕度的要求确定超前校正网络的相角超前角;?计算超前校正网络的转折频率;例6-3用MATLAB软件设计;基于上述分析，可知串联超前校正有如下几个特点：;这种校正主要对未校正系统中频段进行校正，使校正后中频段幅值的斜率为-20dB/dec，且有足够大的相角裕量。 超前校正会使系统瞬态响应的速度变快。由上例知，校正后系统的截止频率由未校正前的3.2增大到4.4。这表明校正后，系统的频带变宽，瞬态响应速度变快；但系统抗高频噪声的能力变差。 超前校正一般虽能较有效地改善动态性能，但未校正系统的相频特性在截止频率附近急剧下降时，若用单级超前校正网络去校正，收效不大。因为校正后系统的截止频率向高频段移动。在新的截止频率处，由于未校正系统的相角滞后量过大，因而用单级的超前校正网络难于获得较大的相角裕量，措施：两级或其他校正方式。;转折频率：; 由于滞后校正网络具有低通滤波器的特性，因而当它与系统的不可变部分串联相连时，会使系统开环频率特性的中频和高频段增益降低，截止频率ωc 减小，从而有可能使系统获得足够大的相角裕度，但不影响频率特性的低频段。由此可见，滞后校正在一定的条件下，也能使系统同时满足动态和稳态的要求。 不难看出，滞后校正的不足之处是：校正后系统的截止频率会减小，瞬态响应的速度要变慢；在截止频率ωc处，滞后校正网络会产生一定的相角滞后量。为了使这个滞后角尽可能地小，理论上总希望Gc(s)两个转折频率ω1 ，ω2 比ωc越小越好，但考虑物理实现上的可行性，一般取：;?在系统响应速度要求不高而抑制噪声电平性能要 求较高的情况下，可考虑采用串联滞后校正。 ?保持原有的已满足要求的动态性能不变，而用以提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差。;?确定开环增益K;例题:设控制系统如图所示。若要求校正后的稳态速度误差系数等于30 1/s，相角裕度大于 400，幅值裕度大于 10dB，截止频率大于2.3rad/s，试设计串联滞后校正装置。;红色：未校正；粉红：校正环节；紫色：校正后; 说明未校正系统不稳定，且截止频率远大于要求值。在这种情况下，采用串联超前校正是无效的。考虑到，本例题对系统截止频率值要求不大，故选用串联滞后校正，可以满足系统需要的性能指标。;?辅助计算;? ?计算滞后网络参数;?验算指标(相角裕度和幅值裕度);;例题.设一单位反馈系统的开环传递函数为;;? 根据相角裕度的要求确定截止频率;?计算滞后网络参数;;50;51;52;53;54;55;小结：串联超前校正和串联滞后校正方法的适用范围和特点;?超前校正需要增加一个附加的放大器，以校正超前校正网络对系统增益的衰减。 ?滞后校正虽然能改善系统的静态精度，但它促使系统的频带变窄，瞬态响应速度变慢。如果要求校正后的系统既有快速的瞬态响应，又有高的静态精度，则应采用滞后-超前校正。 ⑥有些应用方面，采用滞后校正可能得出时间常数大到不能实现的结果。 ;58;59;60;61;62;63;64;65;66;67;68;69;70;71;72;73;74;75;本课程结束！ 谢谢同学们！ 祝考试顺利！