自动控制原理第6章 线性系统的校正方法.pptVIP

*2）带惯性的PD控制器*6.3滞后校正6.3.1滞后校正及其特性6.3.2用频域法确定滞后校正参数6.3.3滞后校正装置*6.3.1滞后校正及其特性*具有相位滞后，相位滞后会给系统特性带来不良影响。解决这一问题的措施之一是使滞后校正的零极点靠得很近，使之产生的滞后相角很小，这是滞后校正零极点配置的原则之一；措施之二是使滞后校正零极点靠近原点，尽量不影响中频段，这是滞后校正零极点配置的原则之二。*从伯德图幅频特性可以看出，滞后校正的高频段是负增益，因此，滞后校正对系统中高频噪音有削弱作用，增强抗扰能力。我们将利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性，降低系统的截止频率，提高系统的相位裕度，以改善系统的暂态性能，这是滞后校正的作用之一。“超前校正”是利用超前网络的超前特性,但“滞后校正”并不是利用相位的滞后特性，而是利用其高频衰减特性。滞后校正相对超前校正来说，具有完全不同的概念。*如果在滞后校正网络后串联一个放大倍数为的放大器，则对数幅频特性变为如图7.17所示，而相频特性不变。这时中高频增益为0db，因此滞后校正不影响系统的中高频特性，但低频增益增加了20lgdB，滞后校正利用这一特性，提高了系统的稳态精度，而又不改变系统暂态性能，这是滞后校正的作用之二。系统串联滞后校正环节后，能够在保证暂态性能不变的前提下，允许把开环增益提高倍，而不是它本身能把开环增益提高。*3）在原系统的伯德图上量取6.3.2用频率法确定滞后校正参数1）按稳态性能指标要求的开环放大系数绘制未校正系统的伯德图。2）在原系统的伯德图上找出相角为的频率作为校正后系统的截止频率的分贝值，并令由此确定参数a(a1)4）取并由a求参数T5）绘制校正后系统的伯德图，校验各项性能指标*例6.2设控制系统不可变部分的传递函数为要求：试确定滞后校正参数a,T解1）取K=5使系统满足稳态性能要求。按K=5绘制原系统伯德图。*例6.2未校系统的伯德图*线，与原系统相频特性曲线交点的横坐标为作取3）在原系统伯德图上量得，由得a=0.1。2）4）T=125滞后校正的传递函数为验证系统的性能要求。5）*例6.2校正前、后系统的伯德图*例6.2校正后系统的单位斜坡响应曲线*6.3.3滞后校正装置（1）无源滞后校正网络为了满足传递函数的推导条件，一般在滞后校正网络后串接一个运算放大器，起隔离作用。*（2）有源滞后校正网络1）滞后校正：采用运算放大器的有源滞后校正网络的一种实现*2）PI控制器：采用运算放大器的有源滞后校正网络的另一种实现*6.4滞后-超前校正6.4.1滞后-超前校正网络6.4.2用频域法确定滞后-超前校正参数*超前校正:给系统中频段增加理论上不超过90，实际上一般不超过65的相角，提高系统的稳定裕度。但降低了抗干扰性能。滞后校正:降低系统的截止频率，提高系统的相角裕度。但降低了快速性。问题：原系统需要补偿的相角超过65，甚至超过90度，用超前校正不能够提供这么大的正相角。原系统截止频率不能降得太低，保证快速性。怎么解决？——采用滞后—超前校正。发挥滞后、超前校正两者的优点，共同改善系统性能。基本思路：用滞后校正降低系统的截止频率，提高系统的相角裕度；用超前校正在截止频率处增加超前相角，进一步提高系统的相角裕度。*6.4.1滞后—超前校正网络******系统（机械，电气，过程等）建模方法机理或实验数学模型（Tf,Ss,Zpk)性能分析稳定性、动态性能、鲁棒性等若性能不满足要求对系统进行校正校正方法（控制器设计方法）滞后-超前、PID、LQ最优等第6章线性系统的校正方法*第6章线性系统的校正方法6.1控制系统校正的概念6.2超前校正6.3滞后校正6.4滞后-超前校正6.5串联校正的综合法6.6Simulink在控制系统仿真中的应用*6.1控制系统校正的概念6.1.1控制系统的设计步骤6.1.2校正的概念与校正方案6.1.3校正方法*6.1.1控制系统的设计步骤（1）拟定性能指标（2）初步设计1）根据设计任务和设计指标，初步确定比较合理的设计方案，选择系统的主要元部件，拟出控制系统