第30讲滞后校正设计--自动控制原理

1、第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计j()( )cK szG ssp1(1)()1cKjGjj1zp1/zp/1p1(1)1Kss1KK第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计111(1)20log()/20log, ( )(1)cjGjKtgtgj 1121 (1/ )z第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计1m 11sin1m1/1/mm1/1/m1(1)( )1cKszsGps第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计0()G jc()cGjc() ()cGjG jpm第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计

2、2R2( )Vs1RC1( )V sCRc122RRR )()(111)(pszssssGc/1z/1p221212( )(1)1( )( )(1)()1ocinV sRCsR CsG sVsRRCsRR Cs第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计pmK( )R s( )Y s( )G s( )cG s第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计K期望稳期望稳态误差态误差实际的相实际的相位裕度位裕度 pm期望相位期望相位裕度裕度 pmd绘制绘制KG(s)的的Bode图图若若 pm pmd则设计结束则设计结束设计设计总是总是由由性性能指能指标标出出发发( )R s( )Y s( )G

3、s( )cG s第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计( )R s( )Y s( )G s( )cG s( /1)( /1)Kz s zp s p01s滞后校滞后校正前提正前提()( )cK szG ssp1/K11ss1(1)1Kss第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计校正环节相角校正环节相角:( )R s( )Y s( )G s( )cG s11cGjtgtg未校正系统相角裕度未校正系统相角裕度:180()pmcGH j0第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计校正校正后后系统频率特性函数系统频率特性函数:可以，因为截止频率变化！可以，因为截止频率变化！180ccc

4、GHjjG()cG GH j新的相角裕度：新的相角裕度：?pmd( )R s( )Y s( )G s( )cG s第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计zp00dB20lg|G(j )|()G jc5czp 第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计/11/11cjzjGjjpj1010cz 110cGjtgtg1110100ccGjtgtg5 第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计1010:cz ccGj5 第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计/11/11cjzjGjjpjczp 1111ccccjGjj 20lg20lgccGj 第十章第十章 反馈控制系统设计

5、反馈控制系统设计5 20lgc10czzp c和期望相位期望相位裕度裕度 pmd相位裕度相位裕度 pm 2020lglgcGHj 校正后幅校正后幅值截止频值截止频率率c校正前幅校正前幅值截止频值截止频率率c10cpz 第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计5pmpmd pmdpmd20lg pm相位裕度相位裕度 pm 校正后幅校正后幅值截止频值截止频率率c校正前幅校正前幅值截止频值截止频率率c10cpz 第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计5pmpmd 180()pmccGH第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计/10czc20lg()20lgcGH1/zp第十章第十

6、章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计解解:Step 1：( )(2)KGH ss s40K 0lim( )202vsKKsGH s第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计40K Step 2：2201,(0.5)1cc6.2c451180()18090(0.5 6.2)18pmcGH jtg20()(0.51)GH jjj第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计Step 3：545550pmpmd20()130(0.51)GH jjj 1.5c /100.15cz()20lgcL 第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计2020lg( )20lg (0.51)cccGH jj

7、j20101/0.015pz=20lg1.5c ()10.15( )100.015cK szsG ssps第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计()()20(6.661)(0.51)(66.61)cGjGH jjjjj045pm40( )(2)GH ss s10.15( )100.015csG ss第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计校正相位超前相位滞后方法在Bode图上的交界频率附近增加相位超前角增加相位滞后角，以便使误差系数增大，而维持Bode图的相位裕量基本不便。结果1.增加系统

8、带宽；增加高频增益1. 降低系统带宽优点1.能够得到期望的响应2.能够改善动态性能1.能够抑制高频噪声2.减少稳态误差缺点1.需要额外的放大器增益2.对于噪声敏感3.或许需要RC网络的元件值很大1.减慢了瞬态响应2.或许需RC网络元件值很大适用场合当希望得到快速瞬态响应时当指定了误差系数时不适用场合当相角在交界频率附近急剧下降时当相角等于相位裕量而没有足够的低频范围时第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计11miiuncompnjjKzKp11()( )()miinjjKszGH ssp11mi

9、icompuncompnjjzzKKKpp11()( )()miicnjjKszszG GH sspsp第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计)2()(ssKsGH0.4520vK 解解:0.45第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计2.52v uncompKK20v copmvKK5K 2082.5vcompvuncompKKzp第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计)0125. 0)(2() 1 . 0(5)()(sssssGHsGc0.4520vK 第十章第十章 反馈控制系统设计反馈控制系统设计