第6章自动控制系统的校正ppt课件.ppt

《第6章自动控制系统的校正ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章　自动控制系统的校正第一节　基本概念第二节　超前校正第三节　迟后校正第四节　校正方法小结第一节基本概念在前面几章中我们详细讨论了分析控制系统的方法，同时也了解了衡量一个系统性能好坏的标准。如果系统是稳定的，那么衡量系统性能的标准有两个方面：稳态性能指标和暂态性能指标．时域　　　　　　　　　　频域稳态　　稳态误差　　　　　开环增益Ｋ，积分环节个数上升时间　　　　　　　　相角裕量暂态　　超调量　　　　　　　　　增益裕量调节时间控制系统的分析：根据已知系统，求出系统的性能指标和分析这些性能指标与系统参数之间的关系。系统的综合与校正：根据控制系统应具备的性能指标以及原系

2、统在性能指标上的缺陷来确定校正装置（元件）的结构、参数和连接方式。设计的结果具有非唯一性分析的结果具有唯一性由于一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成，当被控对象确定后，对系统的设计实际上归结为对控制器的设计与系统的综合与校正。校正的实质G(s)=Gc(s)Go(s)在原有系统中增加合适的校正装置，引进新的零点、极点以改变原系统的数学模型，使其满足系统性能指标要求。无源阻容网络组成装置的传递函数其中：衰减因子第二节超前校正一.相位超前校正装置相位超前校正装置传递函数的一般形式为式中§６－２　超前校正在Ｓ平面上，超前校正装置的传递函数可用负实轴上的一个零点和一

3、个极点表示。零点位于极点的右方．零、极点之间的轴距由　值决定。从　　　　　　　　　知道，其增益为　，∵　　　，所以为了使系统串联超前校正装置后，开环增益不变，这时应附加一个放大系数　的放大器来补偿。进行补偿后的超前校正装置传函为§６－２　超前校正下面分析超前校正装置的频率特性作伯德图。两个转折频率分别为　和　　，且§６－２　超前校正相位超前网络的相角为根据三角函数的和角公式，可得从相频特性看，它在　　　　处达到最大值，然后单调下降。根据高等数学中极值的求法，应求，解出　并满足　　　　　　，就是所求　　，按照此法，可求得§６－２　超前校正这是产生最大超前相角所对应的频率

4、，它恰是相位超前校正装置的两个转折频率的几何中心。将　　代入求相角的式子，可得到最大超前角或后者可写为§６－２　超前校正上述分析表明１．相位超前校正装置具有正的相角特性，利用这个特性，可以使系统的相角裕量增大．２．当　　　　时，相角超前量最大．３．最大超前角　仅与　有关，　越小，　越大．其关系可用曲线表示．４．　不宜选太小，常取　　　　．当要求　　　　时，宜采用两段串联超前校正装置．§６－２　超前校正二．用伯德图法进行超前校正由于伯德图简明易绘，用伯德图法校正系统是一种比较简单实用的方法．用伯德图进行校正时，采用相角裕量　作为设计指标．在频域对系统校正的方法是一种间接

5、方法，依据的性能指标不是时域指标，而是频域指标。相角裕量　或谐振峰值　　　　表征系统的相对稳定性带宽　或谐振频率　　　　表征系统的响应速度开环增益　　　　表征系统的稳态误差§６－２　超前校正当给定的设计指标是时域指标时，首先要将其化为频域指标．用伯德图法校正系统的基本思想是：通过校正使系统的开环频率特性变成或接近期望的特性—使低频段的增益满足稳态精度要求，中频段对数幅频特性的斜率为－20dB/dec，并具有较宽的频带。高频段迅速衰减，以减小噪音的影响．超前校正的基本原理，是利用超前校正装置的相角超前特性来增大系统的相角裕量，改善系统的暂态性能。校正时应使最大超前角出现

6、在系统的剪切频率处。§６－２　超前校正例６－１设单位反馈系统的开环传递函数为对系统进行串联校正，满足开环增益　　　　及解：１.令Ｋ＝12,作未校正系统的伯德图２．从伯德图可确定未校正系统的３．选用相位超前校正装置．根据对相角裕量的要求，计算需产生的最大相角超调量由于采用超前校正，校正后的剪切频率将增大，在新的剪切频率处，　　　　将更接近　　　．考虑到这个因素，取一个附加的相角超调量是　　．这样求得的最大相角为　　．４．根据　　确定　值§６－２　超前校正５．确定校正后系统的剪切频率，使新的剪切频率发生在最大超调角　所对应的频率　　处．因为超前校正装置在　　处的幅频特性为

7、为了使新的剪切频率等于　　，须使未校正系统在　　处的对数幅值为从对数幅频特性上找到　　　　　　　的点，其对应的频率　　就是新的剪切频率，且从图上可以确定§６－２　超前校正６．据此确定超前校正装置的转折频率于是超前校正装置的传递函数为７．为抵消超前校正装置衰减所需的放大倍数§６－２　超前校正经过超前校正后系统的开环传递函数为８．作校正后系统的伯德图，并求相角裕量满足要求进一步可以比较校正后系统的谐振峰值　　和带宽　。并进行讨论．需要指出的是，能够满足性能指标的校正方案不是唯一的。校正装置的参数不是统一的，可能各人做出的结果不一样．同时，校正是一个反复试