用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤.pptVIP

反馈校正系统方框图从控制的观点来看，采用反馈校正不仅可以得到与串联校正同样的校正效果，而且还有许多串联校正不具备的突出优点。第一，反馈校正能有效地改变被包围环节的动态结构和参数；第二，在一定条件下，反馈校正装置的特性可以完全取代被包围环节的特性，反馈校正系统方框图从而可大大消弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统的不利影响。本节主要讨论比例反馈校正和微分反馈校正的作用及反馈校正的设计方法。1比例负反馈校正反馈校正方框图如果局部反馈回路为一比例环节，称为比例反馈校正。图为振荡环节被比例负反馈包围的结构图。闭环传递函数其中可以看到，比例负反馈改变了振荡环节的时间常数T、阻尼比ζ和放大系数K的数值，并且均减小了。因此，比例负反馈使得系统频带加宽，瞬态响应加快，但却使得系统控制精度下降，故应给予补偿才可保证系统的精度。这与串联校正中比例控制的作用主要是提高稳态精度是不同的，比例反馈校正的主要作用是改善被包围部分的动态特性。图所示为微分负反馈校正包围振荡环节。微分负反馈校正闭环传递函数其中表明微分负反馈不改变被包围环节的性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小、振荡次数减小，改善了系统的平稳性和过渡过程时间，从而削弱了阻尼振荡环节的不利影响。微分反馈是将被包围环节输出量的速度信号反馈至输入端，故常称微分反馈为速度反馈。(若反馈环节的传递函数为，则称为加速度反馈)。?根据稳态误差或静态误差系数的要求，确定开环增益K。?确定开环增益K后，画出未校正系统的波特图，?并计算未校正系统的截止频率、相角裕度用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤④画出校正后系统的波特图并验算解：?首先确定开环增益K:?画出未校正系统的对数幅频渐近特性曲线,或计算未校正系统的截止频率和相裕度。若要求校正后的静态速度误差系数等于30/s，相角裕度40度，幅值裕度不小于10dB，截止频率不小于2.3rad/s，试设计串联校正装置。例2设控制系统的传递函数为: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。也可计算：由图可得?由给定的相位裕量值计算校正后新的截止频率④计算校正前系统在处的幅值⑤根据所确定的计算网络参数b、T。得:b=0.09由再由得:bT=3.7s是用于补偿因滞后校正装置的引入，使系统截止频率减小而造成相角增加。则滞后网络的传递函数:⑥画出校正后系统的波特图并验算(相位裕度和幅值裕度)未校正前的相位穿越频率校正后的相位穿越频率幅值裕度满足要求串联滞后-超前校正，实质上综合应用了滞后和超前校正各自的特点，即利用校正装置的超前部分来增大系统的相位裕度，以改善其动态性能；利用它的滞后部分来改善系统的静态性能，两者分工明确，相辅相成。串联滞后-超前校正这种校正方法兼有滞后校正和超前校正的优点，即已校正系统响应速度快，超调量小，抑制高频噪声的性能也较好。当未校正系统不稳定，且对校正后的系统的动态和静态性能(响应速度、相位裕度和稳态误差)均有较高要求时，显然，仅采用上述超前校正或滞后校正，均难以达到预期的校正效果。此时宜采用串联滞后-超前校正。2.6.5?绘制未校正系统的对数幅频特性,求出未校正系统的截止频率、相位裕度及幅值裕度等。串联滞后-超前校正的设计步骤如下：?根据稳态性能要求，确定开环增益K；这种选法可以降低已校正系统的阶次，且可保证中频区斜率为-20dB/dec，并占据较宽的频带。?在未校正系统对数幅频特性上，选择斜率从-20dB/dec变为-40dB/dec的转折频率作为校正网络超前部分的转折频率。?根据响应速度要求，选择系统的截止频率和校正网络的衰减因子要保证已校正系统截止频率为所选的(6-15)下列等式应成立：0120dB/dec0650560240dB/dec0460dB/dec0740dB/dec1020dB/dec090dB/dec0320820dB/dec可由未校正系统对数幅频特性的-20dB/dec延长线在添加标题处的数值确定。添加标题?根据相角裕度要求，估算校正网络滞后部分的转折频率添加标题?校验已校正系统开环系统的各项性能指标。添加标题求出a值添加标题?作为校正系统对数幅频特性渐近曲线，如图6-21所示由图得未校正系统截止频率表明未校正系统不稳定例6-3未校正系统开环传递函数为设计校正装置，使系统满足下