最新串联超前校正ppt.教学讲义PPT课件.ppt

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1、串联超前校正ppt.分析法：又称试探法，是根据工程经验进行设计的方法，优点：直观，物理上易于实现综合法：又称期望特性法，根据规定的性能指标要求确定系统期望的开环特性形状，然后与系统原有开环特性相比较，从而确定校正方式、校正装置的形式和参数，缺点：有理论意义，但实际中常难以实现。1、频率响应法校正设计各频段斜率及参数的确定低频段：由比例环节和积分环节决定，比例系数的数值和积分环节个数的确定应满足稳态误差要求。中频段：斜率一般为-20db/dec,并占据充分的带宽，以保证具备适当的相角裕度。高频段：增益尽快减小，以削弱噪声影响。斜率一般为-60db/dec至-100db/dec由：得零极点分布图如

2、图所示j0c.无源超前网络的零极点分布90O的对数频率特性曲线图如图所示d.无源超前网络的对数频率特性L(ω)0φ(ω)结论：在处具有最大超前相角，且正好处于频率1/aT和1/T的几何中心线。证明如下:超前网络相角计算式是将上式求导并令其为零，得最大超前角频率：设ω1为频率1/aT和1/T的几何中心，则有：处的对数幅频特性：注：ɑ值选的越大，超前网络的微分效应越强，但为保持较高的信噪比，ɑ值一般不超过20代入相角计算公式得最大超前相角：10ɑ与及10lgɑ的关系曲线ɑ可见：当α大于20以后，的变化很小，α一般取120之间。则其最大超前相角发生的频率是多少？最大超前相角是多少（列式即可）？思考

3、题1.如果一超前校正网络的传递函数为：2.如果通过串联超前网络对系统进行校正，则最可能利用其那种特点？可改善系统的哪方面性能？1.25a=16,T=0.1(2)用频域法设计无源超前校正网络设计步骤(1)根据稳态误差要求，确定开环增益K。(2)利用已确定的开环增益，计算待校正系统的相角裕度。设计步骤(3)根据截止频率要求，计算超前网络参数和T。为保证响应速度和相角超前特性，取其成立条件是：其中是系统校正前点的对数幅频。根据上式求出后再根据即可求出参数T设计步骤验算方法：a.根据公式由已知求b.计算待校正系统在时的相角（裕度）。c.根据公式校验校正后系统的相角裕度是否满足要求，若不满足，则重新选择

4、值（一般使其增大），重新计算。（4）校验相角裕度校正后系统的相角裕度。（3）串联超前校正设计实例例6-3:设控制系统如图所示，若要求系统在单位斜坡输入信号作用时，位置输出稳态误差，开环系统截止频率，相角裕度，幅值裕度，试设计串联无源校正网络。R(s)C(s)6-3解：(1)根据稳态误差要求确定开环增益K由：得：取：得待校正系统的开环传递函数为：(2)绘制待校正系统的频率特性曲线，计算相角裕度。由：得：由渐近线求：由求相角裕度：(3)计算超前网络参数。由频率特性或计算求得：计算方法：试选：故：得：(3)计算超前网络参数（续）。故超前网络传递函数：求得：为补偿增益衰减，放大器增益需提高4倍。校正后

5、系统的开环传递函数：(4)绘制校正后系统的对数频率特性曲线，验算算校正后系统的相角裕度。待校正系统在点的相角：校正后系统的相角裕度：校正网络在点的相角：L(ω)dB0db2040-40-208.80.22.210.1ω20100-20db/dec-40db/dec3.14.4-6db12db这种校正主要对未校正系统中频段进行校正，使校正后中频段幅值的斜率为-20dB/dec，且有足够大的相位裕度。超前校正会使系统瞬态响应的速度变快。校正使系统的频带变宽，瞬态响应速度变快；但系统抗高频噪声的能力变差。串联超前校正的作用超前校正一般应用于系统原来稳定但相角裕度不满足要求且快速性不满足要求的系统。在

6、截止频率附近相角迅速减小的系统不宜采用串联超前校正。产生的原因有两种：①有两个交接频率彼此靠近的惯性环节；②有两个交接频率彼此相等的惯性环节；③有一个震荡环节。串联超前校正的应用条件常用术语英文表述超前校正LeadCompensation无源网络PassiveNetwork频率特性frequencycharacteristic相角裕度phasemargin3.串联滞后校正（2）无源滞后网络a.无源滞后-超前网络的电路图U1U2R1R2C两个假设：①输入信号源的内阻为零，②输出端负载阻抗为无穷大，则其传递函数：b.无源滞后网络的传递函数其中称为滞后校正装置传递函数记住c.无源滞后网络的零极点分

7、布j0由：得零极点分布图如图所示j0c.无源滞后网络的零极点分布90O的对数频率特性曲线图如图所示d.无源滞后网络的对数频率特性L(ω)0φ(ω)结论：在处具有最大超前相角，且正好处于频率1/bT和1/T的几何中心线。处的对数幅频值：最大滞后角频率：最大滞后相角：通常使：滞后校正的作用：主要利用其高频幅值衰减特性，以降低系统的开环截止频率。此时：(2)用频域法设计无源滞后校正网络(2)利用已确定的