自动控制系统的校正(1).ppt

第六章 控制系统的校正方法,目的 掌握改善系统性能指标的校正思路与方法,内容 系统校正的基础及思路 频率法校正-滞后校正 根轨迹法校正,三频段理论,课程回顾,中频段,高频段,低频段,对应性能,希望形状,L(w),系统抗高频干扰的能力,开环增益 K,系统型别 v,稳态误差 ess,截止频率 wc,相角裕度 g,动态性能,陡，高,缓，宽,低，陡,频段,三频段理论并没有提供设计系统的具体步骤， 但它给出了调整系统结构改善系统性能的原则和方向,超前校正的特点和应用,相角超前（正），幅值增加 相角裕度增大，高频抑制能力变差 相角裕度增大，截止频率右移 超调量减小 调节时间减小 希望系统响应速度快、超调量小（动态性能好）-超前 实质 -利用微分校正相角超前特性增大系统的相角裕度,中频斜率比较负（陡） 校正-使截止频率左移 适当降低中高频段幅值 保持低频高度不变（K）,2.滞后校正,校正装置,传递函数,频率特性,具有高频衰减特性（可减小中高频幅值截止频率左移） 但存在相位滞后,校正步骤,作原系统的伯德图 L0 (),检验稳态性能，若不满足，提升曲线L0 (),采用滞后校正装置校正,确定校正后的,确定高频衰减率 ,确定校正装置的转折频率(确定T),校验,计算校正后的性能指标,例6-4 6-5 已知系统的开环传递函数,要求:（1） Kv 30 （2） c 2.3，c 40 用频率法设计校正装置。,解：1. 作固有系统的频率特性,2.计算固有系统的,3. 确定校正装置,要求 c2.3， c40,采用滞后校正,4. 确定校正后的c,5. 确定高频衰减率, = 11.2,6. 确定校正装置的转折频率,7. 校验,c = 2.72.3，c=41.3 40,满足要求,0.02,0.27,c = 2.72.3，c=41.3 40,例6.6 要求,解： 1）根据稳态性能指标要求确定K K=Kv=5 2）令 采用滞后校正,3）确定校正后的 求得 4）求滞后网络的 值 求得,5）求滞后校正装置的传递函数 滞后校正装置的传递函数为,6）系统校验 满足性能指标要求,滞后校正的特点和应用,相角滞后（负），幅值减小 相角裕度减小，截止频率左移 调节时间增大 中频斜率较负（陡）-滞后校正 实质 -截止频率左移使相角裕度增大,具有高频衰减特性 但存在相位滞后,超前校正装置 提供正值（超前）相角，增大相角裕度 截至频率 右移 不足：截至频率右移过多时，相角裕度 减小 需将截至频率左移 滞后校正装置 使截至频率左移，从而相角裕度增大 超调量 调节时间 结合二者优点,3.滞后超前校正,减小,减小,增大,减小,增大,滞后超前校正装置,滞后超前校正装置设计步骤,4）选择一个新的截至频率 ，使该频率处超前环节能提供足够的超前相角；又能通过滞后环节把原幅频特性衰减到0dB,1）作原系统的伯德图 L0 (),2）检验稳态性能，确定K,3） 计算原系统的,选择校正装置,5）确定滞后部分的转折频率 及 6）确定超前部分的转折频率 及 7）系统校验,例6-7 ，现要求Kv10， ， 试设计一个滞后超前校正装置,解：1）根据稳态性能指标求K 2）求原系统的截至频率和相角裕度 令,3）选择一个新的截至频率 在 处，原系统相角为0，这意味着超前网络需提供约50（不很大）的超前角，所以可选新的截至频率为 4）由超前部分提供最大相角确定 由 再确定滞后部分的转折频率 滞后部分传函,5）确定超前部分的转折频率 超前部分的传递函数为,滞后超前校正装置的传递函数 6）系统校正,