《系统校正4》PPT课件

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1、自动控制原理第二十九讲控制系统的设计、校正(四)本讲主要内容滞后超前校正装置、原理和应用第二节串连校正1、无源滞后－超前校正的原理三、滞后超前校正2、有源滞后—超前网络3、滞后—超前校正装置的应用4、设计相位超前校正的一般步骤三、滞后超前校正装置若使1、无源滞后－超前校正的原理再令由于若则有滞后超前校正装置的传递函数滞后－超前校正装置的Bode图3、滞后—超前校正装置的应用a问题的提出由于滞后－超前网络综合了滞后网络和超前网络的优点，故用频率响应法设计滞后－超前校正装置，实际上是前面所述超前校正和滞后校正设计方法的综合。如果选择超前网络中的α值与滞后网络中的β值互为倒数，就可以

2、将单独设计的超前网络和滞后网络简单地组合在一起，构成单一的滞后－超前校正装置：将这种网络串入系统中，利用网络的超前部分可改善系统的动态性能，而网络的滞后部分则可提高系统的稳态精度。只要设计合理，采用串联滞后—超前校正后，可望获得具有良好动态性能和静态性能的高质量自动控制系统。b滞后－超前校正装置的设计方法在伯德图上设计滞后—超前校正装置的步骤如下：(1)根据对系统稳态性能的要求，确定系统应有的开环传递系数K，并以此绘制未校正系统的伯德图。(2)选择一个新的截止频率，使在这一点上能通过校正网络的超前环节提供足够的相角超前量，使系统满足相角裕度的要求；又能通过校正网络滞后环节，把这

3、一点原幅频特性衰减至0dB(3)确定滞后－超前网络中滞后部分的转折频率一般情况下在下述范围内选择(4)确定滞后－超前网络中超前部分的转折频率(5)画出校正后系统的伯德图，校验其指标是否满足要求。若不满足，则需从步骤(2)重新做起，直至满足要求为止。由于现在必须把原系统的压缩至0dB，于是可通过和的坐标点，作一条斜率为＋20dB／dec的直线，使它与0dB线及线相交，其交点分别为和，这就是网络超前部分的转折频率。例：设某单位反馈系统的开环传递函数为若要求系统的静态速度误差系数Kv＝10，相角稳定裕量，幅值裕量，试设计系统的相位滞后－超前校正装置。解:(1)根据要求的稳态误差系数确

4、定开环传递增益K，因为Kv＝10，所以由图可见，未校正系统的剪切频率也可以按下面的公式近似计算相位裕度交界频率令(2)确定校正后的剪切频率，本题对系统带宽未提出具体要求，选取原则应兼顾快速性和稳定性，过大会增加超前校正的负担，过小会使频带过窄，影响快速性，结合具体情况可选，由于、，因此相位裕度的要求完全可以由超前校正网络提供。(3)确定滞后校正校正部分的参数。根据可选取则有为使滞后部分不影响中频段的特性，通常令滞后部分在校正后的剪切频率处的相位滞后量不小于－5º。本例求得滞后校正部分得传递函数(4)确定超前校正部分的参数根据选定的可以算出过点(1.4rad/s,-14dB)作＋

5、20dB/dec斜线与滞后校正部分(-20dB水平线)交于因此最后可求得滞后超前校正网络的传递函数(5)检验系统的性能指标本讲小结1、掌握无源滞后－超前校正的原理2、了解有源滞后—超前网络3、掌握滞后—超前校正装置的应用4、了解设计相位超前校正的一般步骤5、了解PID控制规律