串联滞后校正对系统的影响_用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤.ppt...

雨点打透心脏的1/2处 2023-01-08 06:29 105阅读 0赞

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用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤.ppt50页

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并联校正(反馈校正) 1 比例负反馈校正 反馈校正方框图 如果局部反馈回路为一比例环节，称为比例反馈校正。图为振荡环节被比例负反馈包围的结构图。 闭环传递函数 其中 可以看到，比例负反馈改变了振荡环节的时间常数T、阻尼比ζ和放大系数K的数值，并且均减小了。因此，比例负反馈使得系统频带加宽，瞬态响应加快，但却使得系统控制精度下降，故应给予补偿才可保证系统的精度。这与串联校正中比例控制的作用主要是提高稳态精度是不同的，比例反馈校正的主要作用是改善被包围部分的动态特性。 2 微分负反馈校正 图所示为微分负反馈校正包围振荡环节。 闭环传递函数 其中 表明微分负反馈不改变被包围环节的性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小、振荡次数减小，改善了系统的平稳性和过渡过程时间，从而削弱了阻尼振荡环节的不利影响。 微分反馈是将被包围环节输出量的速度信号反馈至输入端，故常称微分反馈为速度反馈。 若反馈环节的传递函数为 ，则称为加速度反馈 。 3 反馈校正的设计 对于反馈校正系统，被反馈包围部分的传递函数为 整个系统的开环传递函数为 由上式可见，引入局部负反馈后，原系统的开环传递函数G1 s G2 s G3 s ，降低了1+G2 s Gc s 倍。当被包围部分G2 s 内部参数变化或受到作用于G2 s 上的干扰影响时，由于负反馈的作用，将其影响下降1+G2 s Gc s 倍，从而得到有效抑制。 如果反馈校正包围的回路稳定 即回路中各环节均是最小相位环节 ，可以用对数频率特性曲线来分析其性能。可得其频率特性为 若选择结构参数，使 G jω 可近似为 在这种情况下，G2 jω 部分的特性几乎被反馈校正环节的特性取代，反馈校正的这种取代作用，在系统设计中常常用来改造不期望的某些环节，达到改善系统性能的目的。 例 \* \* ?根据稳态误差或静态误差系数的要求，确定开环增益K。 ?确定开环增益K后，画出未校正系统的波特图， ? 并计算未校正系统的截止频率 、相角裕度 用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤 ④画出校正后系统的波特图并验算 解：?首先确定开环增益K: ?画出未校正系统的对数幅频渐近特性曲线,或计算未校正系统的截止频率和相裕度。 若要求校正后的静态速度误差系数等于30/s，相角裕度40度，幅值裕度不小于10dB，截止频率不小于2.3rad/s，试设计串联校正装置。 例2 设控制系统的传递函数为: 由图可得 也可计算： 说明未校正系统不稳定，且截止频率远大于要求值。在这种情况下，采用串联超前校正是无效的。 ?由给定的相位裕量值 计算校正后新的截止频率 ④计算校正前系统在 处的幅值 ⑤根据所确定的 计算网络参数b、T。 得: b 0.09 由 再由 得: bT 3.7s 是用于补偿因滞后校正装置的引入，使系统截止频率减小而造成相角增加。 ⑥画出校正后系统的波特图并验算 相位裕度和幅值裕度 未校正前的相位穿越频率 校正后的相位穿越频率 幅值裕度 满足要求 则滞后网络的传递函数: 串联滞后-超前校正，实质上综合应用了滞后和超前校正各自的特点，即利用校正装置的超前部分来增大系统的相位裕度，以改善其动态性能；利用它的滞后部分来改善系统的静态性能，两者分工明确，相辅相成。 串联滞后-超前校正 这种校正方法兼有滞后校正和超前校正的优点，即已校正系统响应速度快，超调量小，抑制高频噪声的性能也较好。当未校正系统不稳定，且对校正后的系统的动态和静态性能 响应速度、相位裕度和稳态误差 均有较高要求时，显然，仅采用上述超前校正或滞后校正，均难以达到预期的校正效果。此时宜采用串联滞后-超前校正。 2.6.5 ?绘制未校正系统的对数幅频特性,求出未校正系统的截止频率 、相位裕度 及幅值裕度 等。 串联滞后-超前校正的设计步骤如下： ?根据稳态性能要求，确定开环增益K； 这种选法可以降低已校正系统的阶次，且可保证中频区斜率为-20dB/dec，并占据较宽的频带。 ?在未校正系统对数幅频特性上，选择斜率从-20dB/dec 变为-40dB/dec的转折频率作为校正网络超前部分的转折频率 。 ?根据响应速度要求，选择系统的截止频率 和校正网络的衰减因子 要保证已校正系统截止频率为所选的 6-15 下列等式应成立： -20dB/dec -40dB/dec -60dB/dec 2 6 3.5 -40dB/dec -20dB/dec 0dB/dec -20dB/dec 可由未校正系统对数幅频特性的-20dB/dec延长线在 处的数值确定。 求出a值 ?根据相角裕度要求，估算校正网络滞后部分的转折频率 ?校验已校正系统开环系统的各项性能指标。 ?作为校正系统对数幅频特性渐近曲线，如图6-21所示 由图得未校正系统截止频率 表明未校正系统不稳定 例6

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