《系统校正》课件

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1、第六章线性系统的校正方法系统分析：在系统的结构、参数已知的情况下，计算出它的性能。系统校正：在系统分析的基础上，引入某些参数可以根据需要而改变的辅助装置，来改善系统的性能，这里所用的辅助装置又叫校正装置。一般说来，原始系统除放大器增益可调外，其结构参数不能任意改变，有的地方将这些部分称之为“不可变部分”。这样的系统常常不能满足要求。如为了改善系统的稳态性能可考虑提高增益，但系统的稳定性常常受到破坏，甚至有可能造成不稳定。为此，人们常常在系统中引入一些特殊的环节——校正装置，以改善其性能指标。16

2、.1常用的几种校正方法：1.从校正装置在系统中的连接方式来看，可分为：串联校正反馈校正前馈校正：输入控制方式前馈校正：干扰控制方式2校正类型比较：串联校正:分析简单，应用范围广，易于理解、接受。反馈校正:常用于系统中高功率点传向低功率点的场合，一般无附加放大器，所以所要元件比串联校正少。另一个突出优点是：只要合理地选取校正装置参数，可消除原系统中不可变部分参数波动对系统性能的影响。在特殊的系统中，常常同时采用串联、反馈和前馈校正。32．从校正装置自身有无放大能力来看，可分为：无源校正装置:自身无

3、放大能力，通常由RC网络组成，在信号传递中，会产生幅值衰减,且输入阻抗低，输出阻抗高，常需要引入附加的放大器，补偿幅值衰减和进行阻抗匹配。无源串联校正装置通常被安置在前向通道中能量较低的部位上。有源校正装置：常由运算放大器和RC网络共同组成，该装置自身具有能量放大与补偿能力，且易于进行阻抗匹配，所以使用范围与无源校正装置相比要广泛得多。4稳定性－－是系统工作的前提，稳态特性－－反映了系统稳定后的精度，动态特性－－反映了系统响应的快速性。人们追求的是稳定性强，稳态精度高，动态响应快。不同域中的性能

4、指标的形式又各不相同：1．时域指标：超调量σ、调节时间ts、以及峰值时间tp、上升时间tr等。2．频域指标：①开环：截止频率ωc、相位裕量r和幅值裕量h等。②闭环：谐振峰值Mr、谐振频率ωr及带宽ωb等。6．2不同域中动态性能指标的表示及其转换56一、时域与频域之间动态性能指标的关系1、时域与开环频域之间动态性能指标的关系研究表明，对于二阶系统来说，不同域中的指标转换有严格的数学关系。而对于高阶系统来说，这种关系比较复杂，工程上常常用近似公式或曲线来表达它们之间的相互联系。主要讨论、与ωc、之间

5、的关系1)二阶系统7（a）与之间的关系8又因为与的关系是通过中间参数ζ相联系的。对于二阶系统来说，越小，越大；为使二阶系统不至于振荡得太厉害以及调节时间太长，一般取：300≤≤7009（b）与、之间的关系可见，ζ确定以后，截止频率ωc大的系统，过渡过程时间ts短，而且正好是反比关系。我们还可以从的角度进行分析：102)、高阶系统经验公式：系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的中频段。11用开环频率特性进行系统设计，应注意以下几点：（1）稳态特性要求具有一阶或二阶无静差特性，开环幅频低频斜率应

6、有-20或-40。为保证精度，低频段应有较高增益。（2）动态特性为了有一定稳定裕度，动态过程有较好的平稳性，一般要求开环幅频特性斜率以-20穿过零分贝线，且有一定的宽度。为了提高系统的快速性，应有尽可能大的ωc。（3）抗干扰性为了提高抗高频干扰的能力，开环幅频特性高频段应有较大的斜率。高频段特性是由小时间常数的环节决定的，由于其转折频率远离ωc，所以对的系统动态响应影响不大。但从系统的抗干扰能力来看，则需引起重视。122、时域动态指标与闭环频域指标的关系主要研究p、ts与Mr、r、b之间的

7、关系（1）二阶系统1）p与Mr的关系可看出，对于相同的来说，Mr越小，p也越小；如果Mr较高，系统的超调量p也加大，且收敛慢，平稳性及快速性都差。132）与b的关系不难发现问题，b与Mr均与有关。对于给定的（或谐振峰值Mr），ts与b成反比。b大，则说明系统自身的系统的快速性好，也小。14（2）高阶系统工程上常用经验公式≤≤=0.16+0.4(Mr-1)(1Mr1.8)式中K=2+1.5(Mr-1)+2.5(Mr-1)2(1Mr1.8)15二、时域与复域之间动态性能指

8、标的关系主要讨论p、ts与、n之间的关系高阶系统取其主导极点，近似为二阶系统进行分析。166.3频率域中的无源串联超前校正三个频段的概念17校正方法通常有两种：1.分析法。实际上是一种试探的方法，可归结为：原系统频率特性+校正装置频率特性=希望频率特性G0(jω)Gc(jω)G(jω)从原有的系统频率特性出发，根据分析和经验，选取合适的校正装置，使校正后的系统满足性能要求。2.综合法。这种方法的基本可归结为：希望频率特性原系统频率特性=校正装置频率特性G(j)G0(j)Gc(j)根据