自动控制-06d综合法工程法和反馈法校正

1、补充2 待校正系统的开环传递函数为,解 根据传递函数可直接计算出待校正系统的截止频率c=0.5，可计算出相角裕度,技术指标是：开环放大系数K=10，超调量 =25%，过度过程时间ts16.5s，设计滞后网络。,可见系统动态性能满足要求，但开环放大系 数太小。,滞后网络的传递函数为,校正后的系统开环传递函数为,满足性能指标。,对系统进行综合法校正的基本思路是，先根据系统的性能指标要求确定期望的开环对数幅频特性，即校正后系统所具有的特性，然后由未校正系统特性和期望的特性求得校正装置特性，进而确定校正装置。 需要指出，这种方法仅适用于最小相位系统。,一、串联综合法校正,1、基本概念,如右图所示,则系

2、统频率特性表达式为,对数幅频的关系为：,：期望对数频率特性,注意：,绘制期望特性曲线时，应使低中频连接段、中高频连接段和高频段尽可能等于或平行于原系统的相应频段，交接频率也应尽可能取未校正系统相应的数值。,3、期望对数频率特性法的设计步骤：,1. 按照系统稳态性能的要求绘制未校正系 统的对数幅频特性。,2.根据性能指标的要求绘制出系统的期望对数频率特性。,3.将期望对数幅频特性减去未校正系统的固有特性，即可求得串联校正装置的对数幅频特性。,4. 根据校正装置的对数幅频特性的形状选择校正装置，并计算出其参数值。,5. 根据校正装置的对数幅频特性的形状选择校正装置，并计算出其参数值。,例 设控制系

3、统的结构如下图所示，其开环传递函数为,现要求闭环系统在单位阶跃函数作用下的超调量 :,调节时间:,静态速度误差系数 :,试设计串联校正装置.,解 :,（1）绘制未校正系统的开环对数幅频特性,根据开环传递函数:,绘制其对数幅频特性如下图所示。,由传递函数本身可得 :,结论：必须对系统进行校正。,（2）绘制期望对数幅频特性,1）低频段 :,则对数幅频高度向上平移,，斜率保持不变,2）中频段,过,画一条斜率为,的线段作为中频段,该段一直延伸至,处才转为,的斜率。,3）低、中频段的连接,连接线与中频段的交点频率可在,范围内,选择，本题选为0.3rad/s,4）高频段,为使校正装置尽可能简单，期望特性的

4、高频段，无论是斜率或交接频率均应与原系统的高频相同或相似。,(3)确定校正装置的传递函数,将期望对数幅频特性减去未校正系统的对数幅频特性，则得校正装置的对数幅频特性如图曲线c所示。,由曲线c可写出校正装置的传递函数为:,二、串联工程设计法,1、设计思想,2、三阶最佳设计,3、最小谐振峰值设计,1、原理,三 反馈校正,其相应的频率特性为:,当满足 :,则有 :,此频段内，校正装置不起作用。,当满足:,时有 :,此频段内，校正装置起主要作用。,2 反馈综合设计 如图634所示为反馈校正系统，被反馈包围部分的传递函数为,整个系统的开环传递函数为,由上式可见，引入局部负反馈后，原系统的开环传递函数G1(s)G2(s)G3(s)，降低了1+G2(s)Gc(s)倍。当被包围部分G2(s)内部参数变化或受到作用于G2(s)上的干扰影响时，由于负反馈的作用，将其影响下降1+G2(s)Gc(s)倍，从而得到有效抑制。,如果反馈校正包围的回路稳定(即回路中各环节均是最小相位环节)，可以用对数频率特性曲线来分析其性能。可得其频率特性为,若选择结构参数，使,G(j)可近似为,在这种情况