第五章電液位置控制系統(tǒng)

1、1第第5章章 電液位置控制系統(tǒng)電液位置控制系統(tǒng) 主講：張祺 單位：機械工程學(xué)院2前言 本章主要介紹液壓位置控制系統(tǒng)的組成、工作原理、頻率特性與時域特性分析、系統(tǒng)誤差分析、設(shè)計原則及其校正方法等。要求學(xué)生熟練掌握液壓控制系統(tǒng)的頻率特性與時域特性分析，熟悉液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計原則和校正方法，學(xué)會利用SIMULINK完成液壓控制系統(tǒng)的動態(tài)特性及其穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的分析等。 液壓控制系統(tǒng)中，位置控制系統(tǒng)是最常見的。由于液壓位置控制系統(tǒng)具有高響應(yīng)、高精度、高可靠性的優(yōu)點，得到了各行業(yè)廣泛的應(yīng)用。35.1 液壓位置控制系統(tǒng)的組成與工作原理圖5.1 雙電位器位置控制系統(tǒng)原理圖4同步機位置控制系統(tǒng)原理圖5泵控液壓馬

2、達位置伺服系統(tǒng)原理圖65.2 液壓位置控制系統(tǒng)方框圖與傳遞函數(shù)雙電位器位置控制系統(tǒng)方框圖：反饋電位器處：電液伺服閥處：如果動力機構(gòu)固有頻率較低，用一階慣性環(huán)節(jié)描述。固有頻率較高，可選用比例環(huán)節(jié)描述1aasKEI1222ssKIQsvsvsvsv1svsvTKIQsvKIQ7當(dāng)系統(tǒng)沒有彈性負(fù)載時，閥控液壓缸動力機構(gòu)傳遞函數(shù)為：1241222sssFsVKAXAKYhhhetcevq8雙電位器位置控制系統(tǒng)方塊圖1241222sssFsVKAXAKYhhhetcevq9同步機位置控制系統(tǒng)方塊圖) 12()4(1222hhhLceetmvmqmsssTKsVDXDK10位置伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)及其簡化方框

3、圖上述幾種形式的位置控制系統(tǒng)進行分析，發(fā)現(xiàn)其開環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的形式，而開環(huán)增益數(shù)值不同雙電位器位置控制系統(tǒng)開環(huán)增益：同步機位置控制系統(tǒng)開環(huán)增益： 121212222ssssssKsGhhhsvsvsvavfsvavKAKKK1NDKKKKKmsvadev1111位置控制系統(tǒng)簡化方塊圖 1222sssKsGhhhv125.3 液壓位置控制系統(tǒng)頻率特性與時域特性分析液壓位置控制系統(tǒng)SIMULINK仿真模型5.3.1 開環(huán)頻率特性分析與系統(tǒng)穩(wěn)定條件當(dāng)不考慮外干擾力，并假設(shè)：1 . 0 1/s 20k /200hvhsrad13液壓位置開環(huán)波德圖-150-100-50050Magnitude (d

4、B)101102103104-270-225-180-135-90Phase (deg)Bode DiagramGm = 6.02 dB (at 200 rad/sec) , Pm = 88.8 deg (at 20.2 rad/sec)Frequency (rad/sec)14系統(tǒng)開環(huán)穩(wěn)定判據(jù)低頻段與高頻段漸近線交點的對數(shù)幅值為當(dāng)阻尼比 較小時，在頻率 處有一個峰值，該峰值的幅值為：根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件得，液壓位置控制系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)為：B )lg(20dKhv1202lg20vvvvvvKKhhvvvK2lg2015系統(tǒng)穩(wěn)定判據(jù)作用系統(tǒng)穩(wěn)定判據(jù)最大限度限制了系統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)增益的最大值。由于 ，

5、因此同時限制了剪切頻率的大小，限制了系統(tǒng)響應(yīng)速度。系統(tǒng)特征參數(shù) 由動力機構(gòu)決定的，它可由動力機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)準(zhǔn)確給出，而液壓阻尼比 變化范圍較大，很難準(zhǔn)確求出。一般取0.1-0.2cvKhh165.3.2 閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)對輸入信號和對外干擾的閉環(huán)響應(yīng)是液壓位置控制系統(tǒng)兩個重要的動態(tài)特性。令干擾信號F=0，可求出輸入信號Rp與輸出信號Y之間的傳遞函數(shù)。17閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù) 22222232221ncncncbhvhvhhhhvpsssKKsssKsGsGRY轉(zhuǎn)折頻率閉環(huán)二階因子固有頻率閉環(huán)二階因子阻尼比1 . 0 1/s 20k /200hvhsrad假設(shè)：18液壓位置控制系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性1

6、00101102103104-270-180-900Phase (deg) System: sys Frequency (rad/sec): 141 Phase (deg): -90 -150-100-50050Magnitude (dB) System: sys Frequency (rad/sec): 20.5 Magnitude (dB): -3.01 Bode DiagramFrequency (rad/sec)bd幅頻寬相頻寬195.3.3 系統(tǒng)閉環(huán)柔度特性與剛度特性液壓位置控制系統(tǒng)輸出位移對外負(fù)載力的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：12112412212222322ssssAKKKssssKVAK

7、FYncncncbvcehvhhhceetcehtceeVK41轉(zhuǎn)折頻率閉環(huán)二階因子固有頻率閉環(huán)二階因子阻尼比20閉環(huán)動態(tài)柔度表示式上式即可稱為閉環(huán)動態(tài)柔度特性。通常閉環(huán)動態(tài)柔度特性可近似表示為：式中， ，稱為閉環(huán)動態(tài)柔度系數(shù)。該數(shù)值很小。 1b1222ssKFYncncncvo2AKKKvcevo21液壓位置控制系統(tǒng)閉環(huán)動態(tài)柔度特性SIMULINK仿真模型1 . 0 1/s 01. 0k /250ncvoncsrad?。?2閉環(huán)動態(tài)柔度-120-100-80-60-40-20Magnitude (dB) System: sys Frequency (rad/sec): 250 Magnitu

8、de (dB): -26.2 101102103104-180-135-90-450Phase (deg) System: sys Frequency (rad/sec): 250 Phase (deg): -90.6 Bode DiagramFrequency (rad/sec)23閉環(huán)動態(tài)剛度與圖3.7相比，閉環(huán)動態(tài)剛度要比開環(huán)動態(tài)剛度大得多20406080100120Magnitude (dB) System: sys Frequency (rad/sec): 250 Magnitude (dB): 26.2 10110210310404590135180Phase (deg) Syst

9、em: sys Frequency (rad/sec): 250 Phase (deg): 90 Bode DiagramFrequency (rad/sec)24 當(dāng) ，得閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)柔度：cevncvnccecevvvcevKAKjYjFAKKjFjYKAKKjYjFAKKKjFjYncnc222002002210穩(wěn)態(tài)剛度：閉環(huán)柔度最大值：閉環(huán)剛度最小值：閉環(huán)剛度與Kv成正比255.3.4 液壓位置控制系統(tǒng)的時域特性分析045. 0 , 05. 0 , 1 . 0 1/s 20k /200hvhsrad?。?6系統(tǒng)阻尼比 對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響t/ (sec)y/V00.511.522.50

10、0.20.40.60.811.21.41.61.8From: Input Point To: Output Point0.1 0.05 0.045 h27t/ (sec)y/V00.050.10.150.20.250.30.350.40.4500.20.40.60.811.21.4From: Input Point To: Output PointKv=40 Kv=20 Kv=30 系統(tǒng)開環(huán)增益 對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響VK285.3.5 SIMULINK仿真平臺動態(tài)分析例5.1 設(shè)有位置控制系統(tǒng)，閉環(huán)方框圖如圖。求該系統(tǒng)的剪切頻率、幅值裕度、相位裕度、閉環(huán)頻帶寬度29液壓位置控制系統(tǒng)SIMULI

11、NK仿真模型30液壓位置控制系統(tǒng)開環(huán)波德圖Frequency (rad/sec)-250-200-150-100-50050From: Input Point To: Output PointMagnitude (dB) System: y516_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 9.2 Magnitude (dB): 0.0783 System: y516_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 58.6 Magnitude (dB): -11

12、.2 100101102103104-450-360-270-180-90Phase (deg) System: y516_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 9.2 Phase (deg): -98.4 System: y516_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 58.5 Phase (deg): -180 31液壓位置控制系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性Frequency (rad/sec)-300-250-200-150-100-500From: In

13、put Point To: Output PointMagnitude (dB) System: y516_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 11.1 Magnitude (dB): -3 10-1100101102103104-540-360-1800Phase (deg) System: y516_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 24.9 Phase (deg): -90 32例5.2有液壓位置控制系統(tǒng)，閉環(huán)方框圖如圖：335.4 液

14、壓位置控制系統(tǒng)誤差分析控制系統(tǒng)誤差包括穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差。 穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)動態(tài)誤差特性，當(dāng)時間t -時的誤差，描述控制系統(tǒng)對輸入信號和對干擾信號穩(wěn)態(tài)時的誤差。穩(wěn)態(tài)誤差可根據(jù)誤差傳遞函數(shù)求出。 靜態(tài)誤差是指由控制系統(tǒng)所構(gòu)成的元器件本身精度造成的誤差，包括動力機構(gòu)死區(qū)誤差、電液伺服閥和伺服放大器零漂誤差、測量元件的零位誤差等。它與時間無關(guān)，沒有動態(tài)過程。345.4.1 液壓位置控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差包括對輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差和對干擾信號的穩(wěn)態(tài)誤差： sFssRssYyyyfpefr拉氏變換：對輸入信號的誤差傳遞函數(shù)對干擾信號的誤差傳遞函數(shù)原點附近展開臺勞級數(shù)： tFiCtRiCtyipiiipi

15、i00!35由此可知，要提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，系統(tǒng)必須具有足夠的開環(huán)增益Kv。hvceetvvcefvcefKKKVKAKKCAKKC1142120 tFiCtRiCtyipiifipii0 0!221012210vhvhVKKCKCC由終值定理，求出穩(wěn)態(tài)誤差： sFsssRsstyfspeslimlim00365.4.2 液壓位置控制系統(tǒng)靜態(tài)誤差由動力機構(gòu)死區(qū)及伺服閥死區(qū)產(chǎn)生：由伺服閥死區(qū)電流引起的：2111AKKFKKIyAKKFIvceffafsvceffafKKIy22開環(huán)增益37續(xù)前）伺服閥與放大器零漂產(chǎn)生的靜態(tài)誤差：測量元件零位誤差總的靜態(tài)誤差為：fafKKIy334fy4321

16、fffffyyyyy系統(tǒng)誤差分配時，系統(tǒng)靜態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差各占系統(tǒng)允許的誤差的一半。38例題(作業(yè))如下圖所示液壓位置伺服系統(tǒng)，已知： ， ， ， 。 求：1)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定狀態(tài)時的放大器增益 多少?2)當(dāng) 時，系統(tǒng)作 m/s等速運動時的位置誤差為多少?3) Ka值同2 ) ，系統(tǒng)作 m/s2等加速運動時的位置誤差為多少?4 )Ka值同2 ) ，伺服閥零漂 時引起的靜態(tài)誤差為多少？mAsmKq/102036radmDm/10536radmn/1003. 02mVKf/50sradh/100225. 0haKVmAKa/60021022102-+Ka1222sssDKhhhmqKfnUrUfmAI

17、d6 . 0395.4.3 跟蹤誤差和穩(wěn)態(tài)誤差仿真分析跟蹤誤差是時間的函數(shù)，反映了系統(tǒng)誤差隨時間變化的規(guī)律，它描述了系統(tǒng)輸出信號與系統(tǒng)輸入信號之間的誤差動態(tài)特性。本節(jié)的內(nèi)容，實質(zhì)上為在系統(tǒng)時域特性分析的基礎(chǔ)上，加入跟蹤誤差計算環(huán)節(jié)。40例5.3設(shè)有液壓位置控制系統(tǒng)，閉環(huán)方框圖如圖。用simulink仿真完成該系統(tǒng)的時域特性仿真及跟蹤誤差的計算。41SIMULINK仿真模型 42例5.4P148 留作課后作業(yè)，自己上機演示出圖形。主要目的：練習(xí)simulink操作，為課程設(shè)計作準(zhǔn)備。435.5 典型液壓位置控制系統(tǒng)的特點及其設(shè)計原則5.5.1 液壓位置控制系統(tǒng)特點液壓位置控制系統(tǒng)最基本的部分是一

18、個積分環(huán)節(jié)、一個二階振蕩環(huán)節(jié)串聯(lián)。影響系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的參數(shù)為： 振蕩環(huán)節(jié)的阻尼比 伺服閥增益通常以電液伺服閥零位為設(shè)計的工況點。從閉環(huán)頻率特性來看： 轉(zhuǎn)折頻率限制了系統(tǒng)頻帶寬度 實數(shù)極點對系統(tǒng)時域特性較大影響。（未經(jīng)校正的位置控制系統(tǒng)不能用二階振蕩環(huán)節(jié)來近似。）4400.511.52-5-4-3-2-1012345t/secy,R,e/VR y e 例5.3 正弦信號作用下的響應(yīng)特性曲線00.511.52-5-4-3-2-1012345t/secy,R,e/Ve y R 例5.4 正弦信號作用下的響應(yīng)特性曲線 455.5.2 液壓位置控制系統(tǒng)設(shè)計原則特征參數(shù) 決定了系統(tǒng)主要性能。系統(tǒng)設(shè)計時，

19、應(yīng)根據(jù)動態(tài)品質(zhì)的要求，事先確定上述特征參數(shù)的大小及關(guān)系。1、三階最佳系統(tǒng)參數(shù)的確定vhhK, ) 12(2221112212222332233ncncncncncncncncncpsssssssssGssssRsYs1jRjYp46令 35. 0221707. 0211222222hvhhhhKssssG則當(dāng)系統(tǒng)具有較好的動態(tài)性能時：nchnch2222結(jié)論：按照這個原則和步驟確定液壓位置控制系統(tǒng)的參數(shù)，即為三階最佳系統(tǒng)47例5.5如圖所示位置控制系統(tǒng)，假定希望閉環(huán)系統(tǒng)固有頻率 ，根據(jù)三階最佳系統(tǒng)的方法確定：sradnc/100vhhK,1/s 12.4335. 0707. 0/4 .1412

20、hvhnchKsrad解：48液壓位置控制系統(tǒng)仿真圖49主要性能參數(shù)確定的原則 首先選擇液壓動力機構(gòu)參數(shù)，滿足驅(qū)動負(fù)載和系統(tǒng)性能（穩(wěn)定性、快速性和精確性）的要求。 為提高液壓固有頻率 ，應(yīng)提高液壓缸有效面積A或液壓馬達排量Dm。 采用負(fù)載匹配的原則設(shè)計液壓動力機構(gòu)，而后設(shè)計動力機構(gòu)特征參數(shù) ，盡可能使系統(tǒng)有較好的性能。 開環(huán)增益 的分配需要注意。 為提高液壓系統(tǒng)剛度，應(yīng)盡量減小系統(tǒng)泄漏系數(shù)及流量壓力系數(shù)。即要求高壓力增益、低流量增益（要求低速平穩(wěn)的系統(tǒng)除外）hvhhK,AKKKKsvfav150例5.6 液壓位置控制系統(tǒng)，運動部件最大質(zhì)量m=35000kg，行程H=0.15m，最大速度vm=2

21、.2*10-2m/s，最大加速度amax=0.47m/s2，摩擦力Ff=17500N，供油壓力ps=3.92MPa。要求系統(tǒng)具有如下性能：1）當(dāng)輸入信號 ，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差小于1.5%2）系統(tǒng)頻寬大于20rad/s。確定系統(tǒng)的主要參數(shù) sradsmBtBRp/2832. 6,/10*2 . 2,cos2其中KaKsv2hhh22svsvsv2A/151解：1）液壓缸有效面積A確定2）油缸固有頻率：3）阻尼比 確定：面積較大時，阻尼比不易準(zhǔn)確確定，根據(jù)同類機組取22103 . 132mpFmaAsfsradmVAmAHVteht/4 .77410223. 214. 1233h3 . 0hKaKsv2

22、hhh22svsvsv2A/1524）確定系統(tǒng)放大系數(shù)Kv 。根據(jù)三階最佳系統(tǒng)設(shè)計原則，有：按保證系統(tǒng)主要性能指標(biāo)，估算系統(tǒng)參數(shù)：KaKsv2hhh22svsvsv21/s 2735. 0*4 .7722hvK從而得到了一組特性參數(shù)53閥壓降的計算 最大速度工況時，只需要滿足克服摩擦力的要求。 閥壓降： 根據(jù)這一組數(shù)據(jù)，查樣本，得出所需信息（伺服閥固有頻率、阻尼比、額定電流等。）。MpaAFpfL04. 11068. 1175002min/2 .221068. 1102 . 288. 204. 192. 322LAvQMpapppmLLsLsvvasvKAKKIQK額max下略。有關(guān)課本例題中

23、，穩(wěn)態(tài)誤差值和伺服閥選型過程中出現(xiàn)的問題解釋545.6 具有彈性負(fù)載的液壓位置控制系統(tǒng) 121211100202220sssssKsGvvvfar20/AKKKKfsva開環(huán)增益55簡化方塊圖 121002020ssKsGr20/AKKKKfsva開環(huán)增益565.6.2 具有彈性負(fù)載的液壓控制系統(tǒng)動態(tài)特性分析 121002020ssKsGr01 . 0/ 100/11/s 1000r0FsradsradK57圖5.39 具有彈性負(fù)載的液壓位置控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性、時域特性曲線Bode DiagramFrequency (rad/sec)-100-50050From: Input Point T

24、o: Output PointMagnitude (dB) System: tanweizhi_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 100 Magnitude (dB): -6.23 System: tanweizhi_1 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 10.1 Magnitude (dB): -0.066 10-210-1100101102103-270-180-900Phase (deg) System: tanweizhi_3 I/O:

25、 Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 100 Phase (deg): -181 System: tanweizhi_3 I/O: Input Point to Output Point Frequency (rad/sec): 10.1 Phase (deg): -85.4 t/ (sec)y/V00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.500.10.20.30.40.50.60.70.80.91From: Input Point To: Output Point1(a)開環(huán)波德圖(b)閉環(huán)時域特性曲線

26、585.6.3 具有彈性負(fù)載控制系統(tǒng)特點具有彈性負(fù)載的系統(tǒng)為0型系統(tǒng)，最低轉(zhuǎn)折頻率為穩(wěn)態(tài)工作點負(fù)載壓力常常偏離零位，由于閥的非線性特性造成系統(tǒng)正負(fù)方向調(diào)節(jié)時，參數(shù)不對稱閥系數(shù) 變化將引起頻率特性的變化。彈性負(fù)載使固有頻率增大，剪切頻率下降。當(dāng)彈性K加大，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，頻寬降低。K減小甚至取消時，剪切頻率 加到最大， 系統(tǒng)由0型系統(tǒng)變成I型系統(tǒng)。 rceKc0,0rh595.6.4 具有彈性負(fù)載控制系統(tǒng)設(shè)計示例該系統(tǒng)方框圖如5.36。已知系統(tǒng)參數(shù)p159最后兩行。課本例題參數(shù)設(shè)置有誤。不管比例調(diào)節(jié)器的增益推導(dǎo)過程，直接將計算結(jié)果置入系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。60系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) 119003 . 01

27、93016004 . 1600120014001277. 02422222ssssssGrafsv0615.8 液壓位置控制系統(tǒng)常用校正方法為使系統(tǒng)滿足性能指標(biāo)的要求，僅靠調(diào)整系統(tǒng)開環(huán)增益是不夠的。調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)不是最優(yōu)的方法，理想的方法是針對具體的系統(tǒng)，采用相應(yīng)的校對方法。系統(tǒng)中引入不同的校對裝置，會得到提高系統(tǒng)各種性能的不同效果。常見校正方法：PID校正、速度和加速度反饋校正、壓力和動壓反饋校正、極點配置控制等。62PID概念PID（比例積分微分）英文全稱為Proportion Integration Differentiation比例（P）控制：一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸

28、入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差；63PI控制（比例+積分）如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的，或稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積 分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn) 態(tài)誤差。 64微分（D）控制自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。 其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，

29、 其變化總是落后于誤差的變化。 解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。系統(tǒng)中增加“微分項”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分(PD)的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在 調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。 655.8.1 滯后校正(PI校正)滯后校正的目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度。通過加大低頻段增益，降低高頻段增益，使系統(tǒng)在穩(wěn)定的前提下，降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。校正裝置傳遞函數(shù)661、滯后校正裝置傳遞函數(shù) 121111112211111

30、sssssKsGssKsGhhhvcc121231311 , 1 , CRTRRRRKvvcKKK167滯后校正應(yīng)用示例 開環(huán)傳遞函數(shù)如下。已知：試采用滯后校正，使系統(tǒng)滿足開環(huán)增益Kv=60，幅值裕度Kg6db，相位裕度 ，剪切頻率 的性能要求。如系統(tǒng)開環(huán)增益Kv=60，則有：系統(tǒng)不穩(wěn)定。1 . 0,/200,1/s 20hhvsradK 1222sssKsGhhhvo7020c402001 . 022hhvK68取滯后校正參數(shù)：校正后， 12001 . 022001531516022ssssssG,/5, 3, 311sradK69滯后校正裝置參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)確定剪切頻率應(yīng)足夠大，以滿足裕度、

31、系統(tǒng)快速性的要求剪切頻率 確定后，調(diào)整校正裝置參數(shù) ，使系統(tǒng)有足夠大的相位裕度。注意它對系統(tǒng)性能的影響根據(jù)穩(wěn)態(tài)精度要求確定校正后的開環(huán)增益Kvc確定校正裝置參數(shù)根據(jù)上述方法初步確定參數(shù)，仿真檢驗是否滿足性能要求。若不滿足，返回調(diào)整參數(shù) c170滯后校正優(yōu)缺點優(yōu)點：速度放大系數(shù)加大了K1倍，速度誤差減小了K1倍。提高了控制精度閉環(huán)剛度提高缺點：可能降低系統(tǒng)頻寬易產(chǎn)生激振環(huán)振蕩。此時應(yīng)加大系統(tǒng)相位裕度對參數(shù)變化更加敏感可能使系統(tǒng)階躍響應(yīng)產(chǎn)生較大的超調(diào)量。715.8.2 滯后-超前校正(PID校正)PID校正裝置的傳遞函數(shù)為： sssssTsTsGc 1111 112121222211112111C

32、RTCRTCR72PID適用的系統(tǒng)若系統(tǒng)固有部分是由積分環(huán)節(jié)和一個振蕩環(huán)節(jié)構(gòu)成，那么使用PID校正無效若系統(tǒng)中的電氣部分動態(tài)特性不能被忽略，且它們的動態(tài)可以用一屆慣性環(huán)節(jié)描述，采用PID校正可以起到很好的效果。如液壓控制系統(tǒng)中，液壓固有頻率大于電氣元件的轉(zhuǎn)折頻率，校正后系統(tǒng)的動態(tài)由液壓固有頻率決定。73PID校正應(yīng)用舉例 119003 . 0193016004 . 1600120014001277. 08 .102222ssssssG ssssGc 111121例5.7中，包括電氣部分傳遞函數(shù)（不包括比例調(diào)節(jié)器增益）要求使用PID校正，把系統(tǒng)改成I型系統(tǒng)，系統(tǒng)頻寬提高1.5倍。引入PID校正傳遞函數(shù)：sradsrad/200,/277. 021設(shè)計PID裝置，使：剪切頻率可以近似于開環(huán)增益，取112.74滯后超前校正后的軋機液壓位置控制系統(tǒng)SIMULINK仿真模型 119003 . 0193016004 . 160014001122222sssssG755.8.3 加速度、速度負(fù)反饋校正液壓控制系統(tǒng)的阻尼比通常在0.1-0.2。由于阻尼比較小，有時會不能滿足性能指標(biāo)的要求。為此，需采取校正的方