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* * * 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 (b) 与 的Bode图 的对数幅频特性与 对称于零分贝线。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 (c) 的Bode图 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 (d)等效的对数频率特性 东北大学《自动控制原理》课程组 * 例6-5 设系统方块图如下图所示, 6.3 反馈(并联)校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * 要求选择 使系统达到如下指标: (1)稳态位置误差等于零 (2)稳态速度误差系数 (3)相位裕量 6.3 反馈(并联)校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 解 (1)根据系统稳态误差要求确定系统放大系数 选 系统开环传递函数为 其中原系统的局部闭环部分传递函数为 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 (2)期望特性的设计 绘制校正后系统开环对数幅频特性,确定等效开环传递函数 。象串联校正一样,我们使高频增益衰减,降低穿越频率使中频段以-20dB/dec过零分贝线。这样,校正后幅频特性将如下图中 所示,其特性曲线绘制如下: 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 我们可以近似认为特性曲线 是-2/-1/-3型特性。因 此,取 或 则 即 取 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 利用上面几个式子解得 因校正后特性的中频段应为-1特性,设它与校正前开环对数幅频特性相交于P点。则只要确定出P点的位置,就可以绘制出校正后的等效开环对数幅频特性。 根据相位裕量 的要求,由 可写出 于是,做-14.15dB线与校正前特性曲线W 相交,其交点即为P点。相交的频率即为 。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 计算 从图中可以看出,P点可能位于校正前特性的-2特性或-3特性的线段上。如设P点是在-2特性线段上,则可写出 其中, 为校正前特性W 的穿越频率。 可按近似法求得, 令 所以 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 将 代入上式,解得 可见P点是在-3特性线段上。 为使校正装置简单,取 ,则 由 解得 根据上面的计算结果,于是可由P点做-20dB/dec斜率的中频段渐近线,直到 的Q点,然后由Q点再做斜率为-40dB/十倍频的线交校正前开环对数幅频特性W于S点(频率为 ),就可以得到等效的开环传递函数 。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 (3) 校验 求局部小闭环传递函数 。 根据等效的开环传递函数 可知, 必须以20dB/dec线通过 。 在 范围内, 在 时,应以斜率为-40dB/十倍频的线穿越零分贝线。由此得到 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 在穿越频率 时,特性幅值为 在 时,小闭环开环频率特性相位移为 所以小闭环相位裕量为 ,小闭环是稳定的。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 (4)校正装置的求取 由 得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 如果选取下图所示的RC网络来实现 , 由于 所以令 ,得 从而得到 。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 6.3 反馈(并联)校正 考虑到小闭环的稳定性,一般被反馈校正所包围部分的阶次最好不超过二阶,以免小闭环产生不稳定。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 目的:提高稳态精度 手段:采用复合控制 前馈控制+反馈控制 6.4 前馈校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * 按扰动补偿 按输入补偿 复合控制分成两类: 6.4 前馈校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * 例6-6 设控制对象的传递函数为 设计校正装置,要求满足下列指标: 6.4 前馈校正 东北大学《自动控制原理》课程组 * (1)
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