系统校正3ppt课件

自动控制原理 主讲人苏永清 第二十八讲 第二十八讲控制系统的设计 校正 三 本讲主要内容相位滞后校正装置 原理和应用 第二节串连校正 1 相位滞后校正装置 二 相位滞后校正 2 有源滞后网络 3 相位滞后装置的应用 4 设计相位超前校正的一般步骤 二 相位滞后校正 1 无源相位滞后校正装置的原理 式中 校正装置的频率特性为 滞后校正装置的Bode图 相位滞后的相角 此时滞后校正装置在处的频率为 相应的最大相位滞后角为 未校正系统的Bode图 20 40 60 2 根据传递函数画Bode图未校正系统的开环传递函数 系统的开环频率特性 因为 相应的相角稳定裕度 3 根据校正后系统相角裕度不少于40 的要求 并考虑到校正网络在校正后系统的截止频率 处会产生一定相角滞后的副作用 其值通常在5 15 之间 现假定为15 故设计时应将相角裕度适当取大一点作为网络副作用的补偿量 因此 本例应取 作为设计的依据 从未校正系统的的相频特性曲线上 找到对应相角55 处对应的频率 作为校正后的增益交界频率 4 对应于时 未校正系统的对数幅频特性 欲使校正后曲线在处通过零分贝线 幅频特性就必须往下压dB 这个作用是由滞后校正网络来实现的 这意味着滞后网络本身的高频段幅值应是 计算出 5 求转折频率 6 根据所求得的a和T值确定校正装置的传递函数 校正后系统的Bode图如图所示 7 研究已校正的系统的Bode图 检查全部性能指标是否满足要求 1 根据稳态误差的要求 确定系统的开环增益K 2 根据已确定的开环增益K 绘出未校正系统的伯德图 并求出相位裕度 截止频率和幅值裕度 3 确定校正后的截止频率 4 设计相位超前校正的一般步骤 为设计题目要求达到的相角裕度 为补偿滞后校正装置的副作用而增添的相角 一般取5 15 4 找到未校正系统频率特性在处的对数幅频值并由下式求出值 5 确定校正网络的传递函数 选取校正网络的第二个转折频率 算出T 网络的传递函数 6 校验校正后系统是否满足设计指标的要求 如末达到要求 重新选择T值计算 7 确定校正网络的元件值 并予以实现 无源校正网络及其特点 相位超前校正 相位滞后校正 滞后 超前校正 1 主要参数 2 特点及作用 3 对数频率特性 4 零 极点分布 5 传递函数 超前校正 滞后校正 滞后 超前校正 超前校正 滞后校正 滞后 超前校正 传递函数 主要参数 1 特点及应用 超前校正装置 滞后校正装置 滞后 超前校正装置 a特点 具有正相移和正幅值斜率b作用 正相移和正幅值斜率改善了中频段的斜率 增大了稳定裕量 从而提高了快速性 改善了平稳性c缺点 抗干扰能力下降 改善稳态精度作用不大 D适用于稳态精度已经满足要求但动态性能较差的系统 a特点 具有负相移和负幅值斜率b作用 幅值的压缩使得有可能调大开环增益 从而提高稳定精度 也能提高系统的稳定裕量 c缺点 使频带变窄 降低了快速性 D适用于稳态精度要求较高或平稳要求严格的系统 a特点 具有负相移和负幅值斜率b作用 幅值的压缩使得有可能调大