第六章 频率法校正.ppt

1、校正：采用适当方式，在系统中加入一些参数可调整的装置（校正装置），用以改变系统结构，进一步提高系统的性能，使系统满足指标要求。,第六章 频率法校正,6.1 频率校正法的基本概念,一、系统性能指标,1.时域指标,静态指标：,动态指标：,2.频域指标,开环频域指标,闭环频域指标,二、对数幅频特性与系统性能关系,如图所示的系统，无差度除数=1，开环放大倍数K=10，其稳态误差Kp=Kv=10。,为了使系统稳定并有足够的稳定裕度，截止频率c处的斜率应为-20dB/dec并有一定的宽度。c的数值与时域指标中的ts和tr有关。 高频段特性反映了系统的抗高频干扰能力，这部分特性衰减越快，系统 的抗干扰能力越

2、强。,上述的结论表明，频率校正的实质就是引入校正装置的特性去改变原系统开环对数幅频特性的形状，使其满足给出的性能指标,三、校正方式,前置校正改变输入信号的形式来提高系统性能。,串联校正增设开环零、极点，改善系统性能。,干扰补偿校正改善系统抗干扰性能。,反馈校正改变局部环节特性来提高系统性能。,6.2 串联超前校正,该系统开环频宽不大，且不稳定或稳定裕度不够 串联超前校正,在系统前向通道 中串入超前环节 （如兰线）可使 得中频段变好。,原开环+串联 环节叠加（紫）,该校正以损失 高频性能换得 系统性能提高,-20,-40,微分作用强,超前校正环节组成,+20,幅频：高频段上升，对抑制系统高频噪声

3、不利 相频：在 c 附近产生超前相位的影响,RC 超前网络,其中,调整 可以调节超前网络在中频段的影响程度,1不宜小于0.05,由于1使整个幅频下降稳态精度下降 必须将 K 增加 1/ 倍予以补偿。,6.3 串联滞后校正,该系统开环有足够的频宽，但不稳定或稳定裕度不够 串联滞后校正,在系统前向通道 中串入滞后环节 （如兰线）可使 稳定性变好。,原开环+串联 环节叠加（紫）,该校正以损失 开环频宽换得 系统性能提高,滞后校正环节组成,积分作用强,幅频：c 减小，适合响应速度要求不高的系统 高频部分下降，高频抗干扰能力得到提高 相频：对 c 附近的相位影响不大。,RC 滞后网络,其中,通常=10

4、， 愈大，中频及高频段下降愈大, p=1/、 z=1/ 要远离 c 点。,6.4 相位滞后超前校正,其中,6.5 期望串联校正,建立一个期望系统模型，与未校正的系统进行 比较，得出串联校正环节的方法。,1.二阶期望特性,开环传递函数,闭环传递函数,时域性能指标,1)静态指标,在给定输入作用下：利用 计算,2)动态指标,稳态误差,调节时间,超调量,振荡次数,频域性能指标,1）开环指标,c 与 ts 之间的关系,解出, 与 %、 之间的关系,又,可以看出 、 只与 相关。,开环对数幅频特性的低频段决定了系统的静态指标,2）闭环指标,峰值频率,峰值,已知,可解出b 与n 之间的关系,=0.707 最

5、佳阻尼情况的指标,例未校正的开环传递函数为,指标要求：,用期望法确定串联校正环节的传递函数。,解,1）验算原系统性能指标,2）作原系统开环对数渐近幅频曲线,3）确定期望的开环对数渐近幅频曲线,低频段：=1 K=kv=20,-20,2,-40,中频段：按二阶最佳模型设计,2.1,联结段：,4）确定校正环节对数渐近幅频曲线,-40,4.2,0.21,-20,-20,5)列写校正环节：,2.三阶期望特性,开环传递函数,对数幅频特性,6.6 并联校正(局部反馈校正）,利用速度、加速度等反馈信号来改善局部或系统 的性能的方法。,优点：可等效地改变局部环节的结构参数； 在一定条件下可完全替代局部环节。,1.比例反馈包围积分环节,原环节：,校正后：,环节由原来的积分环节变成惯性环节，降低了系统的无差度，有利于提高系统的稳定性。,2.比例反馈包围惯性环节,原环节：,校正后：,其中：,结果仍为惯性环节，但时间常数和放大系数均减小了。,3.微分反馈包围惯性环节,原环节：,校正后：,其中：,结果也为惯性环节，但时间常数增大了。,4.微分反馈包围振荡环节,原环节：,校正后：,其中：,结果为振荡环节，但阻尼比增大，可减弱小阻尼环节的不利影响。,5.利用反馈取代局部环节,校正后：,s = j 得频率特性,当 时,反馈不起作用,当 时,原环节被反馈替代,本校正常用来改造某些不希望的环节，消除或削弱一