自动控制原理第六章（00002）ppt课件

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1、控制系统的校正第6章6.1系统校正概述6.2串联超前校正6.3串联滞后校正6.4串联滞后－超前校正6.5串联校正的期望特性法6.6PID校正装置及PID串联校正6.7反馈校正本章小结6.1系统校正概述在系统原结构上增加新的装置是改善系统性能的主要措施，这一措施称为系统校正。为改善系统性能增加的装置叫做校正装置或校正环节。校正装置接入系统的方法称为校正方式，基本的校正方式有以下三种串联校正校正装置Gc(s)串接在系统误差测量之后的前向通道中校正装置Gc(s)接在系统的局部反馈通道中反馈校正在反馈控制回路中，加入前馈校正通路复合校正前馈干扰补偿6.1系统校正概述频率法

2、校正系统设计又称试探法，是首先根据经验确定校正方案，然后根据要求，选择某一种类型的校正装置，通过系统分析和计算求出校装置的参数，最后进行验算、调整参数，直至校正后全部满足性能指标为止。又称期望特性法，是根据性能指标的要求，构造出期望的系统特性，然后再根据原系统固有特性和期望特性去选择校正装置的特性及参数，使得系统校正后的特性与期望特性完全一致。分析法综合法6.2.1串联超前校正装置的特点6.2串联超前校正最大超前相角ωm是ω1和ω2的几何中心点，在对数频率特性上ωm位于ω1和ω2的中间位置。ωm对应的幅值传递函数(α＞1)相角最大超前角对应的频率ωm只取决于参数α

3、。当α=5~20时，ωm=42°~65°；当α＞20时，ωm增加不多，但校正网络的工程实现较困难，所以一般取α＜20。6.2.2串联超前校正方法6.2串联超前校正用分析法设计串联超前校正装置的步骤如下：1236547根据系统误差要求确定其开环放大倍数K。绘制待校正系统的对数频率特性L(ω)和φ(ω)曲线，并确定其穿越频率ωc和相位稳定裕度γ。根据性能指标要求的相位裕度γ′和实际系统的相位裕度γ，确定最大超前相角φm(ω)=γ′-γ+△。(△取5°～12°)根据φm按照计算出α值。在L(ω)上找到幅频值为-10lgα的点处的频率作为超前校正装置的ωm。根据选定的ωm

4、确定校正装置的转折频率、，并画出校正装置的对数频率特性Lc(ω)。画出校正后系统对数频率特性曲线L′(ω)，并校验系统的相位裕度γ′。如果不满足要求，则增大△，从步骤3开始重新计算。6.3.2串联滞后校正方法6.3串联滞后校正用分析法设计串联滞后校正装置的步骤如下：123546根据系统误差要求确定其开环放大倍数K。绘制待校正系统的对数频率特性L(ω)和φ(ω)曲线，并确定其穿越频率ωc和相位稳定裕度γ。根据性能指标要求的相位裕度γ′和实际系统的相位裕度γ，根据算式φ(ωc′)=－180＋γ′+△计算校正后系统的穿越频率ωc′。(△取5°～15°)根据20lgβ+L

5、(ωc′)=0，确定参数β值。一般选取ω2=(0.1~0.05)ωc′则ω1=βω2，并画出校正装置的对数频率特性Lc(ω)。画出校正后系统对数频率特性曲线L′(ω)，并校验系统的相位裕度γ′。如果不满足要求，需适当放大参数裕量，重新选择参数，重复以上步骤。6.3串联滞后校正例题要求系统的kv＝30，相位稳定裕度γ′≥40°，试设计滞后校正装置的参数。设一单位反馈系统开环传递函数为1542根据要求，取k=kv=30，系统的开环传递函数为366.4串联滞后－超前校正6.4.1串联滞后－超前校正装置的特点传递函数它们分别与滞后和超前装置的传递函数形式相同，故具有滞后—

6、—超前的作用6.4.2串联滞后－超前校正方法6.4串联滞后－超前校正用分析法设计串联滞后——超前校正装置的步骤如下：123546根据系统误差要求确定其开环放大倍数K。绘制待校正系统的对数频率特性L(ω)和φ(ω)曲线，并确定其穿越频率ωc和相位稳定裕度γ。一般选取待校正系统γ=0时所的ω值作为校正后系统的穿越频率ωc′。一般滞后部分的第二个转折频率为ω2=(1/5-1/10)ωc′=1/T2，选取β=0.1，即可确定出ω1=βω2=1/T1。过[ωc′,-L(ωc′)]点作[+20]的斜线，分别交滞后校正装置的频率特性和横轴(ω轴)于两点，则这两个交点所对应的频率

7、值即为相位超前校正装置的两个转折频率ω3、ω4。写出滞后一超前校正装置的传递函数，校验已校正系统的各项性能指标。例题设一单位反馈系统开环传递函数为要求系统1根据要求，取k=kv=10，系统的开环传递函数为的kv＝10，相位稳定裕度γ′≥40°，h′≥10dB。试设计校正装置的参数。54236绘制对数频率特性L(ω)和φ(ω)曲线，ωc=2.7rad/s，γ<0ω2=0.1ωc′=0.15rad/s，选取β=0.1，ω1=βω2=0.015rad/s作[+20]的斜线得到：,过[1.5,-13]点6.4串联滞后－超前校正6.5串联校正的期望特性法期望频率特性法的设计

8、步骤如下：