《频率法校正》PPT课件.ppt

第六章 频率法校正,如何设计出满足给定性能指标要求的控制系统,6.1 频率校正法的基本概念,一、系统性能指标,1.时域指标,静态指标：,动态指标：,2.频域指标,开环频域指标,闭环频域指标,二、校正方式,前置校正改变输入信号的形式来提高系统性能。,串联校正增设开环零、极点，改善系统性能。,干扰补偿校正改善系统抗干扰性能。,反馈校正改变局部环节特性来提高系统性能。,6.2 串联超前校正,该系统开环频宽不大，且不稳定或稳定裕度不够 串联超前校正,在系统前向通道 中串入超前环节 （如兰线）可使 得中频段变好。,原开环+串联 环节叠加（紫）,该校正以损失 高频性能换得 系统性能提高,-20,-40,微分作用强,超前校正环节组成,+20,幅频：高频段上升，对抑制系统高频噪声不利 相频：在 c 附近产生超前相位的影响,RC 超前网络,其中,调整 可以调节超前网络在中频段的影响程度,（1）不宜小于0.05,由于1使整个幅频下降稳态精度下降 必须将 K 增加 1/ 倍予以补偿。,6.3 串联滞后校正,该系统开环有足够的频宽，但不稳定或稳定裕度不够 串联滞后校正,在系统前向通道 中串入滞后环节 （如兰线）可使 稳定性变好。,原开环+串联 环节叠加（紫）,该校正以损失 开环频宽换得 系统性能提高,滞后校正环节组成,积分作用强,幅频：c 减小，适合响应速度要求不高的系统 高频部分下降，高频抗干扰能力得到提高 相频：对 c 附近的相位影响不大。,RC 滞后网络,其中,通常=10 ， 愈大，中频及高频段下降愈大, 1/、 1/ 要远离 c 点。,6.4 相位滞后超前校正,其中,PID控制器,工业控制中常采用由比例（P）、微分（D）、 积分（I）单元组合的校正器。,PI校正器,其中,PD校正器,其中,PID校正器,6.5 期望串联校正,建立一个期望系统模型，与未校正的系统进行 比较，得出串联校正环节的方法。,1.二阶期望特性,开环传递函数,闭环传递函数,时域性能指标,1)静态指标,在给定输入作用下：利用 计算,2)动态指标,稳态误差,调节时间,超调量,振荡次数,频域性能指标,1）开环指标,c 与 ts 之间的关系,解出, 与 %、 之间的关系,又,可以看出 、 只与 相关。,开环对数幅频特性的低频段决定了系统的静态指标,2）闭环指标,峰值频率,峰值,已知,可解出b 与n 之间的关系,=0.707 最佳阻尼情况的指标,例未校正的开环传递函数为,指标要求：,用期望法确定串联校正环节的传递函数。,解,1）验算原系统性能指标,2）作原系统开环对数渐近幅频曲线,3）确定期望的开环对数渐近幅频曲线,低频段：=1 K=kv=20,-20,2,-40,中频段：按二阶最佳模型设计,2.1,联结段：,4）确定校正环节对数渐近幅频曲线,-40,4.2,0.21,-20,-20,5)列写校正环节：,2.三阶期望特性,开环传递函数,对数幅频特性,1）按性能指标选择 h,2）i 与c 之间的关系,6.6 并联校正（反馈校正）,利用速度、加速度等反馈信号来改善局部或系统 的性能的方法。,优点：可等效地改变局部环节的结构参数； 在一定条件下可完全替代局部环节。,1.比例反馈包围积分环节,原环节：,校正后：,2.比例反馈包围惯性环节,原环节：,校正后：,其中：,3.微分反馈包围惯性环节,原环节：,校正后：,其中：,4.微分反馈包