《系統(tǒng)校正3》ppt課件

1、自動(dòng)控制原理主講人 蘇永清第二十八講第二十八講第二十八講 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、校正控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、校正(三三) 本講主要內(nèi)容相位滯后校正安裝、原理和運(yùn)用第二節(jié)第二節(jié) 串連校正串連校正1、相位滯后校正安裝二、相位滯后校正2、有源滯后網(wǎng)絡(luò)3、 相位滯后安裝的運(yùn)用4、設(shè)計(jì)相位超前校正的普通步驟1RC2R1e2e二、相位滯后校正1、無(wú)源相位滯后校正安裝的原理21( )1( )( )1cEsTsGsEsTs式中：12221,RRTRCR校正安裝的頻率特性為1()1cj TGjjT1Tm090000dBm20lg1T20/dB decm滯后校正安裝 的Bode圖()cGj相位滯后的相角22(1)arctana

2、rctanarctan1cTTTT 此時(shí)滯后校正安裝在 處的頻率為maxmax1T相應(yīng)的最大相位滯后角為max1arcsin1未校正系統(tǒng)的Bode圖20406020lg1c210G402cG( )/LdB06( )(1)(0.21)G ss ss(2)根據(jù)傳送函數(shù)畫Bode圖未校正系統(tǒng)的開環(huán)傳送函數(shù)系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性6()(1)(0.21)G jjjj 21cK由于：6c相應(yīng)的相角穩(wěn)定裕度00001118090arctanarctan0.23.9cc (3) 根據(jù)校正后系統(tǒng)相角裕度不少于40的要求，并思索到校正網(wǎng)絡(luò)在校正后系統(tǒng)的截止頻率處會(huì)產(chǎn)生一定相角滯后的副作用。其值通常在515之間，現(xiàn)假定

3、為15，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將相角裕度適當(dāng)取大一點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)副作用的補(bǔ)償量。因此，本例應(yīng)取 。作為設(shè)計(jì)的根據(jù)。從未校正系統(tǒng)的的相頻特性曲線上，找到對(duì)應(yīng)相角55處對(duì)應(yīng)的頻率 。作為校正后的增益交界頻率。02552c00022218090arctanarctan0.255cc022arctanarctan0.235cc0222(1 0.2)arctan351cc20.54/crad s (4)對(duì)應(yīng)于 時(shí)，未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性 ，欲使校正后 曲線在 處經(jīng)過(guò)零分貝線，幅頻特性就必需往下壓 dB，這個(gè)作用是由滯后校正網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這意味著滯后網(wǎng)絡(luò)本身的高頻段幅值應(yīng)是20.54/crad s2()20lgcL(

4、)L20.54/crad s20lg20lg620lg1/0.54計(jì)算出1120lg2210.14/4crad sT110.013/rad sT (5)求轉(zhuǎn)機(jī)頻率 (6)根據(jù)所求得的a和T值確定校正安裝的傳送函數(shù)17.14( )176.9csG ss校正后系統(tǒng)的Bode圖如下圖 (7)研討已校正的系統(tǒng)的Bode圖，檢查全部性能目的能否滿足要求。2210.14/4crad sT110.013/rad sT3c 046(1)根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差的要求，確定系統(tǒng)的開環(huán)增益K。(2)根據(jù)已確定的開環(huán)增益K，繪出未校正系統(tǒng)的伯德圖，并求出相位裕度 ，截止頻率和幅值裕度。(3)確定校正后的截止頻率()c 4、設(shè)計(jì)

5、相位超前校正的普通步驟c 為設(shè)計(jì)標(biāo)題要求到達(dá)的相角裕度， 為補(bǔ)償滯后校正安裝的副作用而增添的相角， 普通取515。(4)找到未校正系統(tǒng)頻率特性在 處的對(duì)數(shù)幅頻值 并由下式求出 值c0()cL0()20lgcL (5)確定校正網(wǎng)絡(luò)的傳送函數(shù)，選取校正網(wǎng)絡(luò)的第二個(gè)轉(zhuǎn)機(jī)頻率，算出T21102ccT網(wǎng)絡(luò)的傳送函數(shù)1( )1cTsG sTs(6)校驗(yàn)校正后系統(tǒng)能否滿足設(shè)計(jì)目的的要求，如末到達(dá)要求，重新選擇T值計(jì)算。(7)確定校正網(wǎng)絡(luò)的元件值，并予以實(shí)現(xiàn)。無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)及其特點(diǎn)無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)及其特點(diǎn)相位超前校正相位滯后校正滯后超前校正1.主要參數(shù)2.特點(diǎn)及作用3.對(duì)數(shù)頻率特性4.零、極點(diǎn)分布5. 傳送函數(shù)1T

6、m090000dBm120lg1T20/dB decm11T000dB20/dB dec20/dB dec0/dB dec11T21T2T1Tm090000dBm10lga20lga1aT20/dB decm超前校正滯后校正滯后超前校正超前校正滯后校正滯后超前校正傳送函數(shù)1( )1TsG saaTs主要參數(shù)1maT1arcsin1maa1( )1TsG sTs1mT1arcsin1m1221(1)(1)( )(1)(1)TsT sG sTTss11 21TT1、特點(diǎn)及運(yùn)用超前校正安裝滯后校正安裝滯后超前校正安裝a特點(diǎn)：具有正相移和正幅值斜率特點(diǎn)：具有正相移和正幅值斜率b作用：正相移和正幅值斜率

7、改善作用：正相移和正幅值斜率改善了中頻段的斜率，增大了穩(wěn)定裕量，了中頻段的斜率，增大了穩(wěn)定裕量，從而提高了快速性，改善了平穩(wěn)性從而提高了快速性，改善了平穩(wěn)性c缺陷：抗干擾才干下降，改善穩(wěn)缺陷：抗干擾才干下降，改善穩(wěn)態(tài)精度作用不大。態(tài)精度作用不大。D適用于穩(wěn)態(tài)精度曾經(jīng)滿足要求但適用于穩(wěn)態(tài)精度曾經(jīng)滿足要求但動(dòng)態(tài)性能較差的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能較差的系統(tǒng)a特點(diǎn)：具有負(fù)相移和負(fù)幅值斜率特點(diǎn)：具有負(fù)相移和負(fù)幅值斜率b作用：幅值的緊縮使得有能夠調(diào)大開環(huán)作用：幅值的緊縮使得有能夠調(diào)大開環(huán)增益，從而提高穩(wěn)定精度，也能提高系統(tǒng)增益，從而提高穩(wěn)定精度，也能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量。的穩(wěn)定裕量。c缺陷：使頻帶變窄，降低了快速性。缺陷：使頻帶變窄，降低了快速性。D適用于穩(wěn)態(tài)精度要求較高或平穩(wěn)要求嚴(yán)適用于穩(wěn)態(tài)精度要求較高或平穩(wěn)要求嚴(yán)厲的系統(tǒng)厲的系統(tǒng)a特點(diǎn)：具有負(fù)相移和負(fù)幅值斜率特點(diǎn)：具有負(fù)相移和負(fù)幅值斜率b作用：幅值的緊縮使得有能夠調(diào)大作用：幅值的緊縮使得有能夠調(diào)大開環(huán)增益，從而提高穩(wěn)定