自动控制原理第六章第3次课ppt课件.ppt

1 二 串联滞后校正 1 无源滞后校正装置 2 3 滞后补偿网络对数坐标特性 20dB dec 4 同超前网络 滞后网络在 时 对信号没有衰减作用 时 对信号有积分作用 呈滞后特性 时 对信号衰减作用为 越小 这种衰减作用越强 5 同超前网络 最大滞后角 发生在 的几何中点 称为最大滞后角频率 计算公式为 采用无源滞后网络进行串联补偿时 主要利用其高频幅值衰减的特性 以降低系统的开环截止频率 提高系统的相角裕度 6 但滞后校正不影响频率特性的低频段 由此可见 滞后校正在一定的条件下 也能使系统同时满足动态和静态的要求 2 串联滞后校正 7 在截止频率处 滞后补偿网络会产生一定的相角滞后量 为了使这个滞后角尽可能地小 理论上总希望校正装置的两个转折频率越小越好 滞后补偿的不足之处是 补偿后系统的截止频率会减小 瞬态响应的速度要变慢 但考虑物理实现上的可行性 一般取 8 9 例 2 设一单位反馈系统的开环传递函数为 试设计一滞后补偿装置 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 10 11 根据相位裕度的要求确定截止频率 12 计算 13 则滞后网络的传递函数 计算滞后网络参数 补偿后系统的开环传递函数为 14 幅值裕度为 满足系统设计要求 计算校正后的相角裕度 15 16 保持原有的已满足要求的动态性能不变 而用以提高系统的开环增益 减小系统的稳态误差 在系统响应速度要求不高而抑制噪声电平性能要求较高的情况下 可考虑采用串联滞后补偿 采用滞后校正校正后的系统具有带宽变窄 时间响应变慢 滞后与超前校正比较 17 串联超前与滞后校正设计过程比较 根据稳态误差的要求 确定开环增益K 确定开环增益K后 画出未补偿系统的伯德图 计算最大超前角 确定最大超前角频率 确定校正后截止频率 确定T 18 画出校正后的伯德图 验证性能指标是否已满足 计算相位裕度 幅值裕度是否满足要求 如果不满足 则需增大 值 从第 步开始重新进行计算 超前校正传递函数 滞后校正传递函数 19 若要求相角裕量 截止频率设计系统的串联校正装置 如果要求校正后的系统具有宽的频带和良好的瞬态响应 则采用超前校正 20 未校正系统 21 22 超前校正 23 24 若要求相角裕量 截止频率设计系统的串联校正装置 25 26 红色 未校正绿色 校正装置蓝色 滞后校正后 27 28 滞后与超前校正后闭环系统的阶跃响应比较 29 2 若要求截止频率相角裕量 幅值裕度Kg不小于10dB 设计系统的串联滞后校正装置 1 若要求 画出未校正系统的对数幅频曲线并计算相角裕度和幅值裕度 30 1 确定开环增益 2 画未校正系统的波特图 31 32 3 确定校正后的截止频率 计算 为保证足够的相角裕度 往低频近似 取近似 33 34 4 确定T 5 滞后校正传递函数 35 36 6 验证 37 校正后穿越频率的计算 38 校正后穿越频率 校正前穿越频率 滞后校正对穿越频率的改变很小 可利用校正前的穿越频率试算 如果接近 180度 取 如果误差较大 可进行修正 39 在穿越频率处 近似为 40 2 若要求截止频率相角裕量幅值裕度Kg 10dB 设计系统的串联超前校正装置 1 若要求 画出未校正系统的对数幅频曲线并计算相角裕度和幅值裕度 补充课后作业 41 例题 如图所示 最小相位系统开环对数幅频渐进特性为 串联校正装置对数幅频渐进特性为 42 求未校正系统开环传递函数及串联校正装置 8分 计算未校