《自动控制原理》第六章第2次课.ppt

1,确定开环增益K后，画出未补偿系统的伯德图，,计算未补偿系统的相角裕度,由给定的相位裕量值,计算超前校正装置提供的相位超前量,用频率法对系统进行串联超前补偿的一般步骤：,根据稳态误差的要求，确定开环增益K。,2、串联超前校正,串联校正装置的设计方法和步骤并没有一成不变的格式，往往需要经过几次反复才能得到满意的方案，其解不是唯一的。,2,是用于补偿因超前补偿装置的引入，使系统截止频率增大而引起的相角滞后量。,值通常是这样估计的：如果未补偿系统的开环对数幅频特性在截止频率处的斜率为-40dB/dec，一般取,如果为-60dB/dec则取,补偿角,3,即，取,确定最大超前角处的频率,由未补偿系统的对数幅频特性曲线，求得其幅值为 处的频率，该频率就是校正后的截止频率 。,根据所确定的最大超前角,4,确定超前校正装置的参数T,画出补偿后系统的伯德图，验证。 计算相位裕度是否满足要求？如果不满足，则需增大,值，从第步开始重新进行计算。,5,确定开环增益K,稳态误差的要求,画出未补偿系统的伯德图,并求,求未补偿系统幅值为-10lga处的频率,满足要求？,结束,Y,N,6,例-1.设一单位反馈系统的开环传递函数为,试设计一超前补偿装置，使校正后系统的静态速度误差系数,，相位裕度,，幅值裕度,不小于10dB。,解：根据对静态速度误差系数的要求，确定系统的 开环增益K。,7,8,根据相位裕度的要求确定超前补偿网络的相位超前角,计算 值,计算校正后的截止频率,9,计算超前补偿网络的转折频率,10,补偿后系统的框图如下图所示，其开环传递函数为,对应的伯德图中蓝色线所示。由该图可见，补偿后系统的相位裕度为,幅值裕度为,满足系统设计要求。,11,确定开环增益K,稳态误差的要求,画出未补偿系统的伯德图,并求,求未补偿系统幅值为-10lga处的频率,满足要求？,结束,Y,N,12,练习：设一单位反馈系统的开环传递函数为,试设计一超前补偿装置，使补偿后系统的静态速度误差系数,相位裕度,，幅值裕度,不小于10dB。,解：根据对静态速度误差系数的要求，确定系统 的开环 增益K。,13,当K=10时，未补偿系统的开环频率特性为,14,根据相位裕度的要求确定超前补偿网络的相位超前角,计算 值,15,计算超前补偿网络的转折频率,补偿后系统的框图如下图所示，其开环传递函数为,图例1 校正后系统框图,16,例6-3,系统如图,试设计超前校正网络，,使r(t)=t 时,R(S),C(S),*也可辅助计算：,P227,17,18,根据相角裕度的要求确定超前校正网络的相角超前角,计算 值,19,计算超前校正网络的转折频率,20,基于上述分析，可知串联超前补偿有如下特点：,这种补偿主要对未补偿系统中频段进行补偿，使补偿后中频段幅值的斜率为-20dB/dec，且有足够大的相位裕量。,超前补偿会使系统瞬态响应的速度变快。由例6-1知，补偿后系统的截止频率由未补偿前的6.3增大到9。这表明补偿后，系统的频带变宽，瞬态响应速度变快；但系统抗高频噪声的能力变差。对此，在校正装置设计时必须注意。,超前补偿一般虽能较有效地改善动态性能，但如果未补偿系统的相频特性在截止频率附近急剧下降时，若用单级超前补偿网络去校正，收效不