线性系统的校正.ppt

（3）超前校正环节附加一放大倍数为的放大器（4）滞后校正环节校正后开环传递函数超前校正附加放大器校正网络传递函数在?处滞后校正引起的滞后足够小（5）确定校正装置参数（6）校验s－1s－1μFμFkΩkΩkΩkΩ第六节反馈校正的设计常见的反馈补偿形式若在系统工作频段内，满足：那么：1、利用反馈补偿取代局部结构logo降低对参数变化的敏感度3、反馈补偿的功能可以扩展系统的频带宽度，加快响应速度；可以减弱被反馈包围部分环节对控制性能的不利影响；与串联补偿，成本较高。反馈校正与串联校正的比较串联校正比反馈校正简单，但串联校正对系统元件特性的稳定性有较高的要求。反馈校正对系统元件特性的稳定性要求较低，因为其减弱了元件特性变化对整个系统特性的影响。反馈校正常需由一些昂贵而庞大的部件所构成，对某些系统可能难以应用。！反馈校正可以起到与串联校正同样的作用，且具有较好的抗噪能力。3、Bode图在整个频率范围内相位都滞后，?相位滞后校正。转角频率1/?T，1/T的几何中点。开环对数频率特性的中高频部分?增益交界频率?稳定裕量?串联校正时开环对数频率特性的低频部分?稳态精度?α越大，相位滞后越严重。应尽量使产生最大滞后相角的频率ωm远离校正后系统的幅值穿越频率ωc，否则会对系统的动态性能产生不利影响。对于稳定的系统提高稳态准确度，1/T和1/aT向左远离?c，使?c附近的相位不受滞后环节的影响。对于不稳定的系统增益降低使得?c减小。滞后校正装置实质上是一个低通滤波器，它对低频信号基本上无衰减作用,但能削弱高频噪声，α越大，抑制噪声能力越强。通常选α=10左右。四、相位滞后—超前校正装置（PID校正）1、传递函数2、实现形式滞后-超前校正滞后-超前校正PID校正3、Bode图后半段是相位超前部分,可以提高系统的相位裕量,加大幅值穿越频率，改善系统的动态性能。前半段是相位滞后部分,由于具有使增益衰减的作用，所以允许在低频段提高增益，以改善系统的稳态性能。第四节校正装置设计的方法和依据一、设计方法控制系统设计的内涵：根据系统性能指标要求确定控制器的结构形式和参数，并实现之。1、根轨迹设计方法系统性能指标闭环主导极点位置系统参数根轨迹加入校正装置主要问题：1、设计何种控制规律2、过程复杂2、频率特性设计方法系统性能指标期望的频率特性系统固有部分频率特性加入校正装置系统固有部分传递函数优点：1、开环频率特性图容易绘制?简便2、系统结构参数与系统性能关系清晰?直观波特图二、设计依据和一般步骤绘制固有部分的开环伯德图列出控制系统需要满足的性能指标校正后的开环伯德图（期望开环频率特性）求出校正装置的伯德图求出校正装置的传递函数确定校正装置的结构和参数三、频域性能指标的确定三组性能指标不是各自独立,可以混合使用,但不能互相矛盾!控制系统的暂态性能指标以系统的单位阶跃响应为基础而提出的性能指标上升时间tr、超调量Mp、调节时间ts以系统闭环频率特性为基础而提出的性能指标谐振峰值Mr、谐振频率ωr、带宽ωb以系统开环频率特性为基础而提出的性能指标系统开环伯德图的剪切频率ωc系统的增益裕度Gm、相角裕度?(?c)2、控制系统的带宽频率的确定重要性：对系统性能有重要影响，受很多因素影响考虑的主要问题：尽可能无失真地复现有用信号，减少干扰。（1）信号复现能力和噪声干扰有用信号带宽需注意问题：ωs和ωn靠得比较近难以确定考虑的主要问题：避免激起机械振荡，甚至共振。需注意问题：ωb和ωm靠得比较近会降低相对稳定性开环伯德图的剪切频率ωc和ωm距离尽可能远些（2）机械谐振频率的限制确定方法：干扰信号带宽确定方法：（3）系统的数学模型几种常见的近似和适用条件要求：选定的ωC应在近似的数学模型的适用带宽内。将系统固有部分的数学模型在一定条件下予以简化，用较为简单的低阶数学模型去近似和代替原系统模型。四、期望的系统开环频率特性（期望特性）01低频段(第一个转折频率ω1之前的频段)?稳态性能中频段(ω1~10ωc) ?动态性能高频段(10ωc以后的频段) ?抗干扰02三频段低频段稳态误差（精度）0型系统Kp＝K；Kv＝Ka＝0I型系统Kp＝∞；Kv＝K；Ka＝0II型系统Kp＝∞；Kv＝∞；Ka=K低频段斜率越大对相位裕量影响越大。中频段反映系统的稳定性和快速性添加标题中频段添加标题高频段的斜率