第六章控制系统的校正及综合.pptVIP

6.3.3 滞后-超前校正装置 ur uc 本 章 返 回 本 节 返 回 第4节 频率法进行串联校正 频率法的串联超前校正 频率法的串联滞后校正 本 章 返 回 6.4.1 频率法的串联超前校正 串联超前校正的中心思想： 设法使校正后系统的幅值穿越频率等于 校正装置两转折频率的几何中点，即等于校 校正装置最大超前角频率。 ?c? = ?m 本 节 返 回 本 章 返 回 利用频率法进行串联超前校正的步骤： ⑴ 确定开环放大系数K （根据误差系数kp、kv、 ka或误差ess大小确定) 绘制原系统的波德图L(?)，?(?) 确定原系统的相位裕量? (2) 若给定校正后系统穿越频率 ，求?和T ：原系统在校正后截止频率 处的对数幅值 ：校正装置在最大频率 处的对数幅值 本 节 返 回 本 章 返 回 然后执行第(5)步 (3) 若给定校正后系统的相位裕量??，估计需要 补偿的相角位移?m （?一般取10°左右 ） (4) 确定校正装置的参数?和校正装置的两个 转折频率 , 本 节 返 回 本 章 返 回 要求： 校正后中频段斜率为-20dB/dec 和 分别位于?c?两侧； (5) 验算校正后系统的相位裕量是否满足要求， 若不满足，重新计算 本 节 返 回 本 章 返 回 【例6.1】已知控制系统，要求系统在单位斜坡 输入信号作用时，速度稳态误差 ， 开环截止频率 弧度/秒，相位裕量 ，幅值裕量 试采用无源串联超前网络进行校正。 本 节 返 回 本 章 返 回 解：(1) 确定开环放大倍数 ，绘制原系统 对数幅频率特性，确定原系统相位裕量 I型系统： 原系统幅值穿越频率： 校正前系统相位裕量： 取： 校正装置 原系统 校正后 本 节 返 回 本 章 返 回 (2) 确定校正装置的参数 、 本 节 返 回 本 章 返 回 (3) 验算校正后系统的相位裕量 满足要求 满足要求 本 节 返 回 本 章 返 回 校正前 校正后 本 章 返 回 本 节 返 回 校正装置 放大器 R(s) C(s) R(s) C(s) 单位阶越响应特性 本 章 返 回 本 节 返 回 单位斜坡响应特性 本 章 返 回 本 节 返 回 超前校正的缺点： 1）抗高频干扰能力变差 2）使系统放大倍数减小，故需增加放大器 超前校正的适用范围 响应快 相对稳定性高 抗高频干扰能力要求不高 超前校正的优点： 3）容易获得超前校正装置 2）系统频带加宽 暂态响应加快 1）相位裕量大 相对稳定性高 本 章 返 回 本 节 返 回 -1 -2 +1 L(?) L ?(?) ?c(?) ? ?(?) ? (?) -90 ? -180 ? 20 40 滞后校正装置Wc(s) ? max ?c ? 超前校正装置Gc(s) ?2 ?1 本 章 返 回 本 节 返 回 串联滞后校正的中心思想： 利用校正装置的滞后特性，造成系统中 高频段频率特性衰减，从而降低开环截止频 率，增加相位裕量，提高系统的暂态性能。 6.4.2 频率法的串联滞后校正 本 章 返 回 本 节 返 回 本 章 返 回 本 节 返 回 利用频率法进行串联超前校正的步骤： ⑴ 确定开环放大系数K （根据误差系数kp、kv、 ka大小确定) 绘制原系统的波德图L(?)，?(?) 确定原系统的相位裕量? (2)根据给定的相位裕量 的要求，确定校正 后系统的截止频率 在原系统对数相频特性曲线上，量得满足 要求的相位裕量： 其所对应的频率 值即为 (3) 确定校正装置的分度系数 和转折频率 计算 选择 (4) 验算校正后系统的相位裕量是否满足要求， 若不满足，重新计算 本 章 返 回 本 节 返 回 【例6.2】 已知原系统结构框图为 试：若要求系统在单位斜坡输入信号作用 时，稳态速度误差系数Kv=10，相位 裕量?（?c)≥30°，试采用无源串联