第六章-系统的性能指标与校正.ppt

2002第六章系统的性能指标与校正幅频特性系统低频增益不变,高频增益减少,幅频特性高频段下移20lg?;幅值穿越频率降低,相位裕度增加.意味着系统的响应速度将降低，但稳定性增加，而稳态精度不变。校正效果总结6.2.2相位滞后校正相频特性相位滞后在低频段有较大增加,在中、高频段无明显变化。校正后系统相位穿越频率略有减少，幅值裕度增加，意味着系统的稳定性得到改善。该系统若采用相位超前校正，会使得幅值穿越频率增加，系统的幅值裕度、相位裕度不会有明显改善。6.2.3相位滞后—超前校正相位滞后-超前校正网络及其特性无源阻容网络传递函数其中频率特性前半段是相位滞后部分,具有使增益衰减的作用,所以允许在低频段提高增益,以改善系统的稳态性能;后半段是相位超前部分,可以提高系统的相位裕量,加大幅值穿越频率，改善系统的动态性能。例设单位反馈系统开环传递函数，单位恒速输入时的稳态误差ess=0.2;相位裕度,增益裕度,对该系统进行滞后-超前校正。说明:该例已进行过滞后校正,现在已进行滞后校正的基础上再进行相位超前校正,来提高系统的频宽。前例中滞后校正的结果如下：开环增益Kv=5滞后校正环节校正后系统开环传递函数幅值穿越频率?c′=0.454rad/s相位穿越频率?g′=1.32rad/s幅值裕度Kg=14.3dB相位裕度?=41.606.2.3相位滞后—超前校正6.2.3相位滞后—超前校正确定相位超前校正装置模型校正后的系统开环传递函数校正前校正后由超前校正后的Bode图,可得此时系统的频宽为0.66rad/s，幅值裕度和相位裕度分别为19.3dB和760。系统频宽确得到提高（原来为0.454rad/s）。6.2.3相位滞后—超前校正超前、滞后、滞后-超前校正的比较6.2串联校正低频段采用滞后校正，以增加稳定性；高频段采用超前校正，以提高快速性。是以上二种校正机理的综合。滞后超前增加相位裕度，提高稳定性；减少系统频宽，减少快速性；降低高频增益，使系统对躁声不敏感。利用校正装置衰减高频幅值增益的特性，通过降低幅值穿越频率?c来提高系统的相位裕度。相位滞后增加相位裕度，提高稳定性；增加系统频宽，提高快速性；增加高频增益，使系统对躁声更加敏感。利用校正装置相位超前效应，补偿系统中频段的相位滞后。相位超前校正效果工作机理校正方法6.2串联校正课后作业教材218~219页：6.4，6.56.6，6.7（选做题）6.8（思考题）*本章主要教学内容6.1系统性能指标及其校正6.2串联校正6.4顺馈校正6.3反馈校正6.2节为本章难点和重点6.1系统性能指标及其校正6.系统的性能指标与校正本节教学内容6.1.1系统设计概述6.1.2控制系统性能指标6.1.3校正的主要类型本节教学要求1.了解系统设计的目的和改变系统性能的方法3.了解对系统性能进行校正的各类校正方法2.了解衡量系统性能的各种指标类型及其特点闭环控制系统的组成——由被控对象，执行元件，测量元件，给定、比较元件和放大、控制元件组成。6.1.1系统设计概述执行元件执行控制信号,实现对被控对象的调节。受被控对象的功率要求和所需能源形式、工作条件限制，如伺服电动机、液压/气动伺服马达等。测量元件用于检测系统输出,产生反馈信号。其依赖于被控制量的形式,如电位器、热电偶、测速发电机以及各类传感器等。给定比较元件产生指令信号,并与反馈信号比较产生偏差信号。取决于输入信号和反馈信号的形式,如电位计、旋转变压器、机械式差动装置等等。放大控制元件对偏差信号进行运算,产生控制信号。由对系统的控制精度和执行元件的驱动要求进行配置.如电压放大器（或电流放大器）、功率放大器等等，放大元件的增益通常是可调的。在闭环控制系统中，通常只有放大、控制元件是可以调整的，因此可以通过调整放大、控制元件的结构参数来改善系统的性能。改变系统性能最简单的方法是调整增益。但在大多数情况下，只调整增益不能使系统的性能得到充分的改变，以满足给定的性能指标.L(?)???(?)0018