第六章线性系统的校正方法3详解.ppt

* 如果信号源的内部阻抗为零，负载阻抗为无穷大，则如图网络的传递函数为 滞后-超前校正网络 3.串联滞后—超前校正 （1） 滞后-超前校正网络 式中 * * 滞后—超前校正网络的作用 串联超前网络校正：可以加快控制系统对输入信号的反应速度，提高系统的相对稳定性(动态性能)，但对稳态性能改善不大,且使系统抗干扰能力有所降低。 串联滞后网络校正：它可以在基本上不影响系统动态性能的前提下，较大地提高系统的开环放大系数，从而使系统的稳态性能有明显的提高，缺点是系统频宽降低（上升时间变慢、调节时间变长），使系统对控制信号快速反应速度减慢。 串联滞后—超前网络校正兼有两种校正的优点。 串联滞后—超前网络校正的主要设计仍然是稳态精度和相角裕度(相角裕量，动态性能)。 * 根据 求确定截止频率 ?确定开环增益K 稳态误差的要求 ?画出未校正系统的伯德图,并求 ? 计算?, ? ?验算已校正系统的相角裕度和幅值裕度 结束 Y N ? ? 根据未校正系统的伯德图确定 * 试设计串联滞后-超前校正装置，使校正后系统的静态速度误差系数 例6.3 设未校正系统的开环传递函数为 ，相位裕度 ，截止频率 。 ，幅值裕度 解(1) 根据I型系统和速度误差系统要求取 (2)绘制未校正系统的伯德图。由图可知未校正系统的截止频率和相角裕度,辅助计算： * * 为了满足稳态性能，造成动态相位裕度很坏 (3)求截止频率 可知，取 根据题意截止频率 在未校正系统对数幅频特性上，选择斜率从-20dB/dec变为-40dB/dec的交接频率处取 ，降低系统阶数 * (4) 试取 (5) 计算出滞后-超前网络的传递函数 (6) 验算要求性能指标(相位裕度和幅值裕度) * 相位裕度： 交界频率： 幅值裕度： 这里不需要精确求取 ?g ，只要间接验证，满足要求即可 * * 练习题 设未校正系统开环传递函数如下: 试设计校正装置满足下列性能指标： (1) 在最大指令速度为1800/s时， 位置迟后误差不超过1o; (2) 相角裕度为 450±3o; (3) 幅值裕度不低于10dB; (4) 动态过程调节时间ts不超过3秒。 * 解(1) 根据I型系统和速度误差系统要求取 (2)绘制未校正系统的伯德图。由图可知未校正系统的截止频率和相角裕度。 辅助计算： 650 87.70 为了满足稳态性能，造成动态相位裕度很坏 * 0dB 20 40 60 80 -20 -40 -60 -80 0.1 1 10 100 [-20] [-60] j(3.5) = -180o 3.5 ?=50 0.5s+1 0.01s+1 =58.25o 3.5 29.4 * 超调量 调节时间 (3)根据要求取： 600 300 计算后取 (6-8) (6-9) (6-10) 灵活 运用 * (4) 系统降阶 b w =100 ?=50 * (5) * ?验算指标(相角裕度和幅值裕度) 校正后的相角穿越频率 幅值裕度 满足系统设计要求 满足要求450±3o * √ G(s) = 180(s+1) s(s/6+1)(50s+1)(0.01s+1) ts=1.65s Kg=27.7dB 3.29 c = w = g 42.8o