线性系统校正方法.pptVIP

*滞后校正分析：利用滞后网络对系统进行校正对其性能有如下影响：利用滞后网络来改变幅值曲线低频段的值，使幅值穿越频率减小，而在穿越频率附近保持相频特性不变；滞后网络对低频信号具有较强的放大能力，从而可以降低系统的稳态误差；在穿越频率处系统-20dB/dec过0dB线，谐振峰值变小，稳定性变好；穿越频率减小，系统频带宽度减小，系统上升时间加长。*缺点：降低了系统的快速性适用对象：原系统动态性能已满足要求,而稳态性能较差对系统快速性要求不高，而抗干扰性能要求较高的系统；*超前校正可以满足将系统的上升时间和超调减少，但加大了系统的频带宽，使系统变得敏感，容易受噪声影响；相位滞后校正能减少系统的超调量提高系统的稳定性，但频带变窄，响应速度变慢；兼顾上述两种方法的优点，可以产生滞后超前校正网络。*无源滞后-超前网络网络传递函数*网络的滞后部分：网络的超前部分：因为*校正后系统的单位阶跃响应曲线对比*01有源校正02有源校正装置：无源网络与运算放大器03测速发电机与无源网络04PID控制器（PID调节器）05气动式PID调节器、电子式PID调节器频率响应法的校正装置设计方法：6-3串联校正用分析法设计校正装置比较直观，在物理上易于实现，但要求设计者有一定的工程设计经验，设计过程带有试探性。目前工程技术界多采用分析法进行系统设计。（1）试探法（分析法）这种设计方法从闭环系统与开环系统特性密切相关这一概念出发，根据规定的性能指标要求确定系统期望的开环特性形状，然后与系统原有开环特性相比较，从而确定校正方式、校正装置的形式和参数。上述方法的设计过程主要适合于最小相位系统。（2）综合法（期望特征法）*校正后系统开环幅频特性的一般形状：低频段增益充分大，保证稳态误差的要求；中频段幅频特性斜率为-20dB/dec，而且有足够的频带宽度，保证适当的相角裕度；高频段增益尽快减小，尽可能地削弱噪声的影响。*1.串联超前校正采用无源超前网络或PD调节器的原理进行串联超前校正。对于无源超前校正主要确定两端的交接频率。*串联超前校正由图可见，校正作用的主要特点是提供正的相移，故称串联超前校正*串联超前校正超前角的最大值为这一最大值发生在对数频率特性曲线的几何中心处，对应的角频率为*串联超前网络设计步骤：（1）根据稳态要求，确定开环增益；（2）由已知的开环增益，计算未校正系统的相角裕度；（3）根据设计截止频率要求，计算超前网络的和（4）验证校正后系统的相角裕度（5）调节放大倍数或串联附加放大倍数为的放大器，补偿无源超前网络的衰减。*例1设单位反馈系统，被控对象传递函数解：要求在单位斜坡信号作用下，输出稳态误差：开环系统截止频率：相角裕度：幅值裕度：试设计串联无源超前网络。*计算超前校正装置参数未校正系统开环传递函数*放大器增益再提高4.6倍，抵消校正网络的衰减。*校正后的系统传递函数*12运用滞后校正网络或PI控制器进行串联校正是利用滞后网络（PI控制器）的高频幅值衰减特性，通过降低校正后系统的截止频率，来获得系统较大的相角裕度。2.串联滞后校正对系统响应速度要求不高，对噪声抑制要求较高的场合；未校正系统动态性能已经具备，稳态精度不能满足要求，保持动态性能不变。应用滞后校正的场合：*设系统为单位反馈最小相位系统，滞后校正网络设计步骤：根据稳态误差要求，确定开环增益K；利用已确定的开环增益，绘制未校正系统的对数频率特性，确定截止频率、相角裕度和幅值裕度；选择不同的，计算或查出不同的，在伯德图上绘制曲线；根据相角裕度要求，选择已校正系统的截止频率；考虑滞后网络相位影响后的相角裕度3214*（5）确定滞后网络参数b和T：*要求：1试设计串联校正装置。2解：3*未校正系统不稳定，截止频率远大于要求值，通过串联单个超前校正环节不可能产生如此大的相位超前角，一种方案用两级串联校正装置；另一种方案采用滞后校正。**闭环频率特性和系统过渡过程的关系闭环幅频特性的低频区闭环幅频特性M(ω)中靠近零频的低频区特性即M(0)附近，反映了控制系统的稳态性能，即控制精度。闭环幅频特性的中频区闭环幅频特性的谐振峰值Mp反映控制系统的平稳性，谐振频率ωp反映控制系统的快速性。闭环幅频特性的高频区闭环幅频特性的高频区一般是噪声信号区，所以希望系统在高频区幅频特性迅速衰减