第六控制系统补偿与综合6学习教案

1、会计学1第六第六 控制系统补偿控制系统补偿(bchng)与综合与综合6第一页，共15页。21TSK)(SRHK)(SC1222STSTK)(SRHK)(SC111)()()(SKKTKKKSRSCSGHH11211)(22SKKTSKKTKKKSGHHH仍为惯性环节仍为惯性环节(hunji)(hunji)，增益和时间常数变小。但改善系统的稳定性。，增益和时间常数变小。但改善系统的稳定性。仍为振荡环节仍为振荡环节(hunji)(hunji)，增益和时间常数变小，阻尼系数也变小。，增益和时间常数变小，阻尼系数也变小。第1页/共15页第二页，共15页。3（2 2）速度反馈或称微分反馈，这种反馈补偿）

2、速度反馈或称微分反馈，这种反馈补偿(bchng)(bchng)可以在不改变被包围环节性质的条件下，增加时间常数，也可以改变阻尼比；能改善系统的相对稳定性。可以在不改变被包围环节性质的条件下，增加时间常数，也可以改变阻尼比；能改善系统的相对稳定性。1)()(SKKTKSGt仍惯性环节，时间常数增大仍惯性环节，时间常数增大(zn(zn d) d)，增益不变。，增益不变。1TSK)(SRSKt)(SC1222STSTK)(SRSKt)(SC1)2()(22SKKTSTKSGt仍为振荡环节，增益和时间常数不变，仍为振荡环节，增益和时间常数不变，阻尼系数阻尼系数(xsh)(xsh)增加，从而超调量变小。

3、增加，从而超调量变小。第2页/共15页第三页，共15页。41TSSK)(SRSKt)(SC) 11(11)(SKKTSKKKSGtt仍含有积分环节和惯性环节，增益仍含有积分环节和惯性环节，增益(zngy)(zngy)和时间常数变小。和时间常数变小。（2 2）加速度反馈，这种反馈补偿可以在不改变被包围环节性质的条件下，改变阻尼比，能改善）加速度反馈，这种反馈补偿可以在不改变被包围环节性质的条件下，改变阻尼比，能改善(gishn)(gishn)系统的相对稳定性。系统的相对稳定性。1222STSTSK)(SR2SKa)(SC 1)2()(22SKKTSTSKSGa仍含有积分环节和增益仍含有积分环节和

4、增益(zngy)(zngy)不变，阻尼系数变小，超调量变小。不变，阻尼系数变小，超调量变小。第3页/共15页第四页，共15页。52.2.利用反馈利用反馈(fnku)(fnku)补偿取代局部结构补偿取代局部结构- - -( )C s)(SR)(0SG)(1SG)(2SG)(SGC反馈补偿(bchng)部分传递函数)()(1)()(00SGSGSGSGc)()(1)()()()()(1)()()()()(1)()(102,1)()()(00000000jGjGjGjGjGjGjGjGjGjGjGjGjGjGjGccccc：高频段条件倍以上：受补偿频段条件第4页/共15页第五页，共15页。63.3.

5、降低参数变化敏感度降低参数变化敏感度增益的改变量：1TSK)(SRHK)(SC1111)(11STKSKKTKKKSGHH22111111HHHHHKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKHH11,11121倍敏感性降低变化量参数HKKKK11第5页/共15页第六页，共15页。76.5.3 6.5.3 反馈补偿举例反馈补偿举例 采用反馈补偿的系统，必然是多回路控制系统，反馈补偿的设计采用反馈补偿的系统，必然是多回路控制系统，反馈补偿的设计( (综合综合) )远比串联补偿的设计复杂。根据反馈补偿的功能和反馈具体形式，可以通过试凑法选择反馈补偿装置的结构和参数。远比串联补偿的设计复杂。根据

6、反馈补偿的功能和反馈具体形式，可以通过试凑法选择反馈补偿装置的结构和参数。 由于串联补偿设计比反馈补偿设计容易，因此，在某种情况，如果预选定反馈补偿装置的结构，可以把反馈补偿设计变换成串联补偿由于串联补偿设计比反馈补偿设计容易，因此，在某种情况，如果预选定反馈补偿装置的结构，可以把反馈补偿设计变换成串联补偿( (滞超滞超) )设计，根据性能指标要求。确定等效串联补偿装置的参数，然后再确定反馈补偿装置的参数。设计，根据性能指标要求。确定等效串联补偿装置的参数，然后再确定反馈补偿装置的参数。例例-2.设控制对象的开环传递函数为设控制对象的开环传递函数为) 1(400) 1025. 0(400) 1

7、()(401SSSSSTSKsGmm试设计一反馈补偿装置的结构和参数，试设计一反馈补偿装置的结构和参数，使补偿后系统的性能要求：使补偿后系统的性能要求：相位裕度：相位裕度： 50sts2 .0调节时间：调节时间：第6页/共15页第七页，共15页。8解：采用反馈形式是速度反馈后接超前相位网络。-( )C s)(SR) 1(STSKmm)(1SGSKt1STSTcc)(2SG1)(, 1)()(21STSTSKsHsGsGcctC 1)() 1() 1)(1(1) 1()(22SKTKTTSTTSSTKSTSTSSKTKSTSKSGtcmcmcmcmcmtcmmm第7页/共15页第八页，共15页。

8、911) 1(21STSTSSTKCm)(SR)(SC) 1)(1() 1( 1)() 1()(212STSTSSTKSTKKTTSTTSSTKSGcmctmcmcmcmcmtmccmTKKTTTTTTTT2112设计的主要思路是，根据设计指标确定预期开还传递函数（T1，T2，TC），然后确定参数Kt。 绘制未补偿系统的伯德图，如图红线所示。由图可知未补偿系统的截止频率和计算相位裕度为0,5 .17126计算获得：sradc第8页/共15页第九页，共15页。10绘制期望的开环对数幅频特性。超调量(未要求)1(4.016.0rMcK2 . 0sradcsradc42,8 .37取sradrrcs

9、radrrcsMMTsMMT74,013. 013 . 13 . 142111110,1 . 013 . 13 . 1421111332221050009035, 3 . 1sin1rM调节时间P175csKt2) 1( 5 . 2) 1( 5 . 12rrMMK按经验公式是一个滞后网络，可以11)(1STSTsGCc中)(sG第9页/共15页第十页，共15页。11124100.420040-20-40-6020100406010002004000.1dBL)(lgsrad- -4 40 0- -4 40 0)(L)(cL)(cLLcc- -2 20 0+ +4 40 0+ +2 20 011

10、1T221TcT11)(STSTSKsHcctC第10页/共15页第十一页，共15页。12sTTcsradcc119. 0,4 . 851取满足预期特性要求。,5 . 94001,0025. 019. 1119. 0025. 022212csradcmTsTTTT。确定高频区的频率特性，于是该点相应的频率为，交于未补偿系统于一点，斜线作，的点过对应，上在斜线，斜线点作过轴上在sTTTsraddecdBsradCdecdBsradc19.184.0140,4 .812042,111mcmTcTmTmccmccccmKTTTKsTKTTTK211111,13. 1, 1222第11页/共15页第十二页，共15页。13补偿后期望的开环对数幅频特性如图所示，计算机仿真算出：满足设计要求。%11%,74,2 .00sts0000040014 . 8184. 01000755788890400arctan42arctan42arctan90180)(180c)(1)()() 1400)(184. 0() 14 . 8(400)(sHsGsGSSSSsGccmsTTTTKKTKKTTTTcmmtcmtmc022. 0111221第12页/共15页第十三页，共15页。141)(STSTSKsHcctC11)(jTjTjKjTjTjKjHcctcctCsKct023. 0421