6.3串联超前校正.ppt

* 频率法对系统进行校正的基本思路是：通过所加校正装置，改变系统开环频率特性的形状，使校正后系统的开环频率特性具有如下特点： 6.3 串联超前校正(基于频率特性法) 用频率法对系统进行超前校正的基本原理，是利用超前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到改善系统瞬态响应的目的。为此，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的截止频率(剪切频率)处。 ?中频段：幅频特性的斜率为-20dB/dec,并具有较宽的频带，这一要求是为了系统具有满意的动态性能； ?高频段：要求幅值迅速衰减，以较少噪声的影响。 ?低频段：用以满足稳态精度的要求； 用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤可归纳为： 关键是选择最大超前角频率等于要求的系统截止频率，即 以保证系统的响应速度，并充分利用相角超前特性。显然， 成立的条件是 而 ?根据所确定的开环增益K，画出未校正系统的波德图，计算未校正系统的相角裕度γ。 ?根据对截止频率 的要求，计算超前网络参数α和T； ?根据稳态误差的要求，确定开环增益K。 求出α ?画出校正后系统的波特图并验证已校正系统的相角裕度。 求出T 用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤可归纳为： ?根据所确定的开环增益K，画出未校正系统的波德图，计算未校正系统的相角裕度γ 。 ?根据稳态误差的要求，确定开环增益K。 ?由给定的相位裕量值 估算超前校正装置应提供的相位超前量 ε是用于补偿因超前校正装置的引入，使原系统截止频率增大而增加的相角滞后量。通常取ε=5°~12°。 ?根据所确定的最大相位超前角φm 算出α的值。 按 ?求校正后系统的开环截止频率 ?确定校正网络的时间常数 ?画出校正后系统的波德图并验算相位裕度是否满足要求？ 由未校正系统的对数幅频特性曲线，求得其幅值为-10lgα处的频率ωm，该频率就是校正后系统的开环截止频率 。 求出 求出T 解：?根据对稳态误差的要求，确定系统的开环增益K。 例 6-1 设控制系统如图6-11所示，其开环传递函数 R(s) C(s) 图 6-11 例 6-1控制系统 要求已校正系统在单位斜坡函数输入信号作用时，位置输出稳态误差 ， 相位裕度 ， 试设计串联 开环截止频率 ， 超前校正装置。 ， 取K=10 ?绘制未校正系统的伯特图，如图6-12中的蓝线所示。由该图可知未校正系统的开环截止频率和相位裕量为 ?计算超前网络参数α和T：方法一 求出α=4 求出T=0.1 选取校正后系统的开环截止频率 在校正后系统的开环截止频率处原系统的幅值与校正装置的幅值大小相等、符号相反 由超前校正网络特性 方法二 a.根据相位裕量要求估算超前校正装置的相位超前量 b.根据所确定的最大相位超前角φm算出α的值 c.求校正后系统的开环截止频率 d.确定校正网络的时间常数 T=0.11(s)