自动控制原理课件 线性系统的校正方法.ppt

⑤ 相角裕度检验 符合要求！ §6-3 串联校正 1.频率响应法校正设计 2.串联超前校正 3.串联滞后校正 4.串联滞后—超前校正 **5.串联综合法校正 **6.串联工程设计方法 二、串联相位滞后校正 基本原理：利用相位滞后网络的高频段幅值衰减特性。 要求：利用高频段衰减特性，降低系统剪切频率。从而 增大相角裕量 ，改善系统的稳定性和某些暂态 性能。 步骤： ① 根据给定的稳态性能要求，确定系统的开环增益 ， 并按已确定的 绘制出待校正系统的伯德图； ② 求出相角裕度 ； 为何需要加 ？ ③ 求出待校正系统伯德图上相角裕度为 处的 频率 ，则 即为校正后系统的剪切频率。 —— 补偿滞后校正装置在 处的相角滞后。 ④ 求 值； 令未校正系统的伯德图在 处的增益等于 。 ⑤ 求出相位滞后校正装置的两个交接频率 ⑥ 画出校正后系统的伯德图，验算系统的相角裕度。若不 符合要求，可增大 ，并从第③步起重新计算。 ⑦ 必要时校验其他性能指标，若不能满足要求，则重新选 择 值 。但 值不宜过大，只要满足要求即可。 例6-3：设 ，设计串联校正装置， 使系统满足下列性能指标： 解：① 时，待校正系统的伯德图如下图所示。 由 得： ② 求出相角裕度 ； 说明，未校正系统不稳定。 ③ 求出待校正系统伯德图上相角裕度为 处的 频率 ，则 即为校正后系统的剪切频率。 ④ 求 值； 令未校正系统的伯德图在 的增益等于 。 由 得： 取 ⑤ 求出相位迟后校正装置的两个交接频率 ⑥ 画出校正后系统的伯德图，验算系统的相角裕度。若不 符合要求，可增大 ，并从第③步起重新计算。 符合要求！ 例6-4：设 ，要求相角裕量 。试分别设计出超前校正和滞后校正装置， 并比较两种校正效果有何不同。 解：① ，待校正系统的伯德图如下图所示。 由 得： ② 求出相角裕度 ； A：采用超前校正 故用超前校正不合适 B：采用迟后校正 B：采用迟后校正 ③ 求出待校正系统伯德图上相角裕度为 处的 频率 ，则 即为校正后系统的剪切频率。 ④ 求 值； 令未校正系统的伯德图在 的增益等于 。 由 得： ⑤ 求出相位迟后校正装置的两个交接频率 ⑥ 画出校正后系统的伯德图，验算系统的相角裕度。若不 符合要求，可增大 ，并从第③步起重新计算。 符合要求！ §6-3 串联校正 1.频率响应法校正设计 2.串联超前校正 3.串联滞后校正 4.串联滞后—超前校正 **5.串联综合法校正 **6.串联工程设计方法 串联相位滞后 — 超前校正 单纯采用超前或迟后校正时，只能改善系统暂态或稳 态一方面的性能。若未校正系统不稳定，且对校正后的暂 态和稳态都具有较高的要求时，应采用串联滞后—超前校 正装置。超前校正的主要作用是产生超前相角， 响应速度加快，改善系统的动态特性。滞后校正的主要作 用则是改善系统的静特性与稳定性。 以下用期望特性法来设计校正装置。典型形式的期望 对数幅频特性的求法如下： ① 根据对系统型别及稳态误差要求，通过性能指标中 及开环增益 ，绘制期望特性的低频段； ② 根据对系统响应速度及阻尼程度要求，通过剪切频率 、相角裕度 、中频区特性上下限交接频率 和 绘制期望特性的中频段，并取中频段特性的斜率为 ，以确保系统具有足够的相角裕度； ③ 绘制期望特性低、中频段之间的衔接频段，其斜率