第六章自动控制系统的校正ppt课件.ppt

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1、●分析：已知系统模型参数←分析法或实验法求取。求系统性能指标。●设计：已知系统所要完成的任务、被控量、性能指标以及可靠性、经济性、体积、重量、等等。求系统部件、结构参数控制理论的任务：系统分析、系统设计为使系统有较好的性能，一般均采用反馈控制初步搭成系统，只K可调，其余基本不再改变。如果不能满足要求，三大指标必须进行校正----加校正装置系统设计过程：提出设计要求：设计固有系统加校正装置（并校验结果）得希望系统第六章自动控制系统的校正6.1控制系统校正的基本概念6.2常用校正装置及其特性6.3自动控制系统的频率法校正6.4串

2、联校正装置的根轨迹法设计6.5串联校正装置的期望对数频率特性设计法6.6并联校正装置的设计6.1控制系统校正的基本概念6.1.2校正方式6.1.1校正的一般概念校正：已知固有系统结构、参数、性能指标求校正装置的形式校正装置的参数概念：在系统中加入一些其结构和参数可根据需要而改变的机构或装置，使整个系统的性能满足给定的各项性能指标。按结构形式分：串联校正、并联校正和复合控制校正按装置作用分：相角超前、相角滞后和相角滞后－超前校正按含源与否分：有源和无源校正6.1.3性能指标稳态性能指标：Kp、Kv和Ka、ess动态性能指标：6

3、.1.4校正装置的设计方法频率法：设计合适的低频段、中频段和高频段。主要是基于Bode图，期望对数频率特性分析法根轨迹法：假定系统存在一对闭环主导极点，通过增加校正装置，改变系统的根轨迹的形状，使其通过这样一对极点，即可满足性能指标。计算机辅助设计法6.2串联校正装置及其特性超前校正、滞后校正和滞后-超前校正装置常用于系统稳态特性已经满足，而暂态性能差（相角裕量过小，超调量过大，调节时间过长）一般而言，当控制系统的开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时，系统有可能不稳定，或者即使能稳定，其动态性能一般也不会理想。在这种情

4、况下，可在系统的前向通路中增加超前校正装置，以实现在开环增益不变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的要求。6.2.1.无源校正1.超前网络不计负载效应，可得：令，显然a>1，称a为分度系数。若Gc(s)引入，开环增益要下降为原来的1/a，若这1/a由开环中其他增益所补偿，则有-1/T-1/T20dB/dec超前网络的相角为求最大超前相角，a-1φma+1a↑,φm↑，在ωm处的对数幅值Lc(ωm)=20lg

5、aGc(ω)

6、=10lga有源阻容网络(1)通过相角超前特性提高系统的γ和ωc,从而减小σ%和ts%.改善动态性

7、能.(2)无源时使开环增益下降a倍,需其他部分提高放大倍数以使增益不变.(3)抗高频干扰不强,适用于系统满足稳态精度要求,噪声电平不高,但σ%,ts不满足要求时的系统校正.超前装置的特点和作用:2.滞后网络从Bode图中可以看出，滞后网络不影响低频有用信号而抑制高频噪声采用滞后网络校正，主要是利用其幅值衰减特性,以降低系统的开环截止频率，提高相角裕度。应避免最大迟后相角发生在校正后的开环截止频率ωc”附近。bT愈大，即1/bT愈离ωc”远，对ωc”处的相角影响愈小。有源阻容网络3.滞后—超前网络可选择R,c的值,使分

8、母具有两个不相等的负实根,从而得出:可由此画出滞后---超前部分的Bode图.-20dB/dec20dB/dec迟后---超前网络相当于带阻滤波器,使ω∈[ωa,ωb]频段信号有所衰减[-20][+20]滞后-超前校正网络-10lgαφm-20lgα6.3自动控制系统的频率法校正6.3.1超前校正的提出及其设计方法当截止频率增大，或对快速性要求改善，而稳态性能要求不高时，可采用超前校正。问题提出}}ωc”γγ”设计方法已知截止频率要求，进行串联超前校正的一般步骤可归纳为：根据稳态误差的要求，确定开环增益K。根据所确定的开

9、环增益K，画出未校正系统的伯德图，关键是选择最大超前角频率等于要求的系统截止频率，即以保证系统的响应速度，并充分利用网络的相角超前特性。显然，成立的条件是a验证已校系统的相角裕度和幅值裕度是否满足要求。若不满足条件，返回，一般使值增大。计算未校正系统的相角裕度根据截止频率的要求，计算超前网络参数a和T；Ｔ⑤画出校正后的伯德图,写出校正装置的传递函数。⑥提出实现形式，并确定网络参数。或(3)确定为使相角裕量达到要求值，所需增加的超前相角，即式中为要求的相角裕量，是因为考虑到校正装置影响截止频率的位置而附加的相角裕量，当未

10、校正系统中频段的斜率为-40dB/dec时，取ε＝5°～15°，当未校正系统中频段斜率为-60dB/dec时，取ε＝5°～20°；(4)令超前校正网络的最大超前相角，则由下式求出校正装置的参数a：(5)在Bode图上确定未校正系统幅值为时的频率，该频率作为校正后系统的开环截止频率，即；(6