《系统校正3》ppt课件

1、自动控制原理主讲人 苏永清第二十八讲第二十八讲第二十八讲 控制系统的设计、校正控制系统的设计、校正(三三) 本讲主要内容相位滞后校正安装、原理和运用第二节第二节 串连校正串连校正1、相位滞后校正安装二、相位滞后校正2、有源滞后网络3、 相位滞后安装的运用4、设计相位超前校正的普通步骤1RC2R1e2e二、相位滞后校正1、无源相位滞后校正安装的原理21( )1( )( )1cEsTsGsEsTs式中：12221,RRTRCR校正安装的频率特性为1()1cj TGjjT1Tm090000dBm20lg1T20/dB decm滞后校正安装 的Bode图()cGj相位滞后的相角22(1)arctana

2、rctanarctan1cTTTT 此时滞后校正安装在 处的频率为maxmax1T相应的最大相位滞后角为max1arcsin1未校正系统的Bode图20406020lg1c210G402cG( )/LdB06( )(1)(0.21)G ss ss(2)根据传送函数画Bode图未校正系统的开环传送函数系统的开环频率特性6()(1)(0.21)G jjjj 21cK由于：6c相应的相角稳定裕度00001118090arctanarctan0.23.9cc (3) 根据校正后系统相角裕度不少于40的要求，并思索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515之间，现假定

3、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 。作为设计的根据。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。02552c00022218090arctanarctan0.255cc022arctanarctan0.235cc0222(1 0.2)arctan351cc20.54/crad s (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 处经过零分贝线，幅频特性就必需往下压 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20.54/crad s2()20lgcL(

4、)L20.54/crad s20lg20lg620lg1/0.54计算出1120lg2210.14/4crad sT110.013/rad sT (5)求转机频率 (6)根据所求得的a和T值确定校正安装的传送函数17.14( )176.9csG ss校正后系统的Bode图如下图 (7)研讨已校正的系统的Bode图，检查全部性能目的能否满足要求。2210.14/4crad sT110.013/rad sT3c 046(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()c 4、设计

5、相位超前校正的普通步骤c 为设计标题要求到达的相角裕度， 为补偿滞后校正安装的副作用而增添的相角， 普通取515。(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c0()cL0()20lgcL (5)确定校正网络的传送函数，选取校正网络的第二个转机频率，算出T21102ccT网络的传送函数1( )1cTsG sTs(6)校验校正后系统能否满足设计目的的要求，如末到达要求，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. 传送函数1T

6、m090000dBm120lg1T20/dB decm11T000dB20/dB dec20/dB dec0/dB dec11T21T2T1Tm090000dBm10lga20lga1aT20/dB decm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送函数1( )1TsG saaTs主要参数1maT1arcsin1maa1( )1TsG sTs1mT1arcsin1m1221(1)(1)( )(1)(1)TsT sG sTTss11 21TT1、特点及运用超前校正安装滞后校正安装滞后超前校正安装a特点：具有正相移和正幅值斜率特点：具有正相移和正幅值斜率b作用：正相移和正幅值斜率

7、改善作用：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，了中频段的斜率，增大了稳定裕量，从而提高了快速性，改善了平稳性从而提高了快速性，改善了平稳性c缺陷：抗干扰才干下降，改善稳缺陷：抗干扰才干下降，改善稳态精度作用不大。态精度作用不大。D适用于稳态精度曾经满足要求但适用于稳态精度曾经满足要求但动态性能较差的系统动态性能较差的系统a特点：具有负相移和负幅值斜率特点：具有负相移和负幅值斜率b作用：幅值的紧缩使得有能够调大开环作用：幅值的紧缩使得有能够调大开环增益，从而提高稳定精度，也能提高系统增益，从而提高稳定精度，也能提高系统的稳定裕量。的稳定裕量。c缺陷：使频带变窄，降低了快速性。缺陷：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适用于稳态精度要求较高或平稳要求严厉的系统厉的系统a特点：具有负相移和负幅值斜率特点：具有负相移和负幅值斜率b作用：幅值的紧缩使得有能够调大作用：幅值的紧缩使得有能够调大开环增益，从而提高稳定