第6章自动控制系统的校正1122.ppt

串联迟后校正 例6-2系统的伯德图 §６－３ 　迟后校正 现将设计迟后校正装置的步骤归纳如下： １．根据给定的稳态性能指标确定系统的开环增益． ２．绘制未校正系统的伯德图，并求出其相角裕量． ３．确定新的剪切频率　　，令在　　处未校正系统的相角满足　　　　　　　　　　　　．其中　为给定的相角裕量，　　　　　是考虑迟后校正的相角迟后附加的量． ４．确定　．求出　　处未校正系统的对数幅值　　　 ，并令 　 可求出 §６－３ 　迟后校正 ５．确定迟后校正装置的两个转折频率，通常选 则 ６．画出校正后系统的伯德图，校验其相角裕量 ７．必要时校验其它性能指标。若不能满足，可视情况重选　或　，再进行设计。如仍不能满足，可改用迟后-超前校正等． 第四节 　校正方法小结 一．根据校正装置在系统中的位置划分，校正方式有串联校正和反馈校正；根据校正装置的特性划分，有超前校正和迟后校正． 二．超前校正装置具有相位超前特性。用来补偿原系统过大的相角迟后，增大系统的相角裕量和带宽，从而提高系统的相对稳定性和响应速度。 　　因为超前校正实质上是微分校正，它具有高通滤波特性，因而使系统对高频噪声更加敏感．这是超前校正的缺点。 　　如果未校正系统具有比较满意的稳态性能，而相角裕量和响应速度不够时，采用超前校正，但应注意，只有在未校正系统中频段的相频特性随着　增加而缓慢减小，且高频噪音对系统影响不大时，采用超前校正才是有效的． 三．迟后校正装置具有相位迟后特性。利用迟后装置的积分特性，可以提高系统的开环增益．因此迟后校正常用来改善系统的稳态性能，同时基本保持原来的暂态指标． 　　 §６－４ 　校正方法小结 §６－４ 　校正方法小结 　　迟后校正装置具有低通滤波特性，能抑制高频噪音的影响。这是迟后校正的特点。利用它的高频衰减特性，使系统的剪切频率减小，以达到提高系统的相角裕量，改善系统暂态性能的目的。但这时，系统带宽减小，响应速度变慢．因此，采用迟后校正提高系统的相对稳定性只适用于系统对响应速度要求不高，且降低剪切频率可得到足够的相角裕度的情形． 四．如果原系统在稳态性能和暂态性能两方面有待改善时，可利用迟后—超前校正装置．利用校正装置的迟后部分改善系统的稳态精度，利用超前部分提高系统的相角裕度和带宽。 　　进行迟后—超前校正的一般步骤是，先设计超前部分以满足暂态指标，再设计迟后部分以满足稳态指标，或者反之． * 第六章　自动控制系统的校正 第一节 　基本概念 第二节 　超前校正 第三节 　迟后校正 第四节 　校正方法小结 第一节 　基本概念 　　在前面几章中我们详细讨论了分析控制系统的方法，同时也了解了衡量一个系统性能好坏的标准。如果系统是稳定的，那么衡量系统性能的标准有两个方面：稳态性能指标和暂态性能指标． 　　　　　时域　　　　　　　　　　频域 稳态　　稳态误差　　　　　开环增益Ｋ，积分环节个数 　　　　上升时间　　　　　　　　相角裕量 暂态　　超调量　　　　　　　　　增益裕量 　　　　调节时间　　　　　　　　 控制系统的分析： 根据已知系统，求出系统的性能指标和分析这些性能指标与系统参数之间的关系。 系统的综合与校正： 根据控制系统应具备的性能指标以及原系统在性能指标上的缺陷来确定校正装置（元件）的结构、参数和连接方式。 设计的结果具有非唯一性 分析的结果具有唯一性 由于一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成，当被控对象确定后，对系统的设计实际上归结为对控制器的设计与系统的综合与校正。 校正的实质 G(s)=Gc(s) Go(s) 在原有系统中增加合适的校正装置，引进新的零点、极点 以改变原系统的数学模型，使其满足系统性能指标要求。 无源阻容网络组成装置的传递函数 其中： 衰减因子 第二节 　超前校正 一.相位超前校正装置 相位超前校正装置传递函数的一般形式为 式中 §６－２ 　超前校正 　　在Ｓ平面上，超前校正装置的传递函数可用负实轴上的一个零点和一个极点表示。零点位于极点的右方．零、极点之间的轴距由　值决定。 　　从　　　　　　　　　知道，其增益为　， ∵　　　，所以为了使系统串联超前校正装置后， 开环增益不变，这时应附加一个放大系数　的放大 器来补偿。进行补偿后的超前校正装置传函为 §６－２ 　超前校正 下面分析超前校正装置的频率特性 作伯德图。两个转折频 率分别为　和　　， 且 §６－２ 　超前校正 相位超前网络的相角为 根据三角函数的和角公式，可得 　　从相频特性看，它在　　　　处达到最大值， 然后单调下降。根据高等数学中极值的求法，应求 　　　　，解出　并满足　　　　　　，就是所 求　　，按照此法，可求得　 §６－２ 　超前校正 　　这是产生最大超前相角所