06 自动控制原理—第六章(2).ppt
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6.4滞后校正装置及其参数的确定6.4.1相位滞后校正装置及其特性波德图图中的m为校正装置出现最大滞后相角的频率,它位于两个转折频率和的几何中点,m为最大滞后相角,它们分别为为了避免对系统的相位裕量产生不良影响,应尽量使最大滞后相角远离校正后系统新的幅值穿越频率’c,一般’c远大于第二个转折频率2,即有二、串联滞后校正装置对被校正系统性能的影响从根轨迹的角度看,由于校正装置的传递函数为零极点的分布如图6-2所示,相当于给系统增加了一个开环零点与开环极点。而且开环极点较开环零点更接三、有源滞后校正装置6.4.2系统滞后校正的分析法设计4.确定滞后网络的值在波德图上确定未校正系统在’c处的对数幅值LO(’c)=20lg=-20lg1/,由此可以查表或直接计算求出的值。5.确定滞后校正网络的转折频率取校正装置的第二个转折频率,求出T值,则校正装置的传递函数为6.校验校正后系统的相位裕量和其余性能指标。如不满足要求,可增大△从步骤(3)重新计算,直到满足要求。7.校验性能指标,直到满足全部性能指标,最后用电网络实现校正装置,计算校正装置参数。二、校正实例比较校正前后系统的性能,有1)滞后校正装置的负斜率段压缩了系统的开环对数幅频特性的中频段,使穿越频率由-40dB/dec变为-20dB/dec,系统的幅值穿越频率c由2.24rad/s左移到0.52rad/s,利用系统本身的相频特性使系统稳定,并具有42.53°的相位裕量。2)不影响系统的低频段,不改变系统的稳态精度。4)高频段对数幅值下降,抗干扰性能有所提高总的来说,系统串联滞后校正装置后,在保证稳态性能的前提下,改善了动态性能。6.5滞后-超前校正装置及其参数的确定6.5.1相位滞后-超前校正装置及其特性波特图二、串联滞后—超前校正装置对被校正系统的影响三、有源滞后校正装置6.5.2系统滞后—超前校正的分析法设计求校正前的Lo(’c),故校正装置对应的Lc(’c)=-Lo(’c)由于’c在超前部分的两个转折频率1/T1和β/T1之间所以必有20lg>Lo(’c),由此确定合适的β值。5.确定滞后超前校正装置的超前部分校正装置在新的幅值穿越频率’c处对应幅值为Lc(’c),通过点(’c,Lc(’c))画一条斜率为+20dB/dec的斜线,此斜线便是超前部分对应的幅频特性渐近线。超前部分+20dB/dec的渐近线与-20lgdB线的交点对应的是超前部分的第一个转折频率1/T1,与0dB线的交点对应的是超前部分的第二个转折频率β/T1。由两个交点可以确定超前部分。6.画出校正后系统波特图,验算相位裕量,如不满足要求,可增大β或进一步左移’c重新计算,直到满足要求。7.校验性能指标,直到满足全部性能指标,最后用网络实现校正装置,计算校正装置参数。二、滞后—超前校正时应注意的问题6.6期望对数频率特性设计法6.6.1期望法设计的基本概念6.6.2常见系统的期望特性二、三阶期望特性三、四阶期望特性四、性能指标之间的转换五、期望法校正的一般步骤6.6.3应用实例6.7反馈校正装置及其参数的确定6.7.1反馈校正的基本概念1.当|G2(j)H(j)|<<1时,则有G’2(j)≈G2(j)Gk(j)≈Go(j)6.7.2并联校正的的设计方法二、校正实例反馈校正优点:在一定条件下反馈校正装置能代替被包围环节,消除原系统G2(s)中不希望有的特性,抑制被包围环节中参数变化与各种干扰给系统带来的不利影响。注意:①局部闭环的稳定性问题。如果局部闭环不稳定,虽然整个系统仍可能稳定,但这种系统往往性能不理想,或无法进行开环系统的调试。②局部反馈对稳态性能的影响。反馈信号与输出信号成正比的反馈(通常称为硬反馈)将降低系统的放大倍数,此时必须通过提高放大环节的放大倍数得到补偿。在控制系统中,为不影响稳态误差,一般可采用反馈信号和输出信号的微分成正比的反馈(通常称为软反馈或微分反馈)。