《自動控制原理》第六章第5次課.ppt

1,6-4 串聯(lián)滯后超前校正,兼有滯后校正和超前校正的優(yōu)點(diǎn)，可以使校正后的系統(tǒng)響應(yīng)速度較快，超調(diào)量較小，抑制高頻噪聲的性能也較好。,滯后校正在低頻段；超前校正在中高頻段,2,3,滯后超前校正的一般步驟,確定開環(huán)增益K，,滿足穩(wěn)態(tài)誤差的要求,畫出未校正系統(tǒng)的伯德圖,并求,在未校正系統(tǒng)的對數(shù)幅頻圖上，選擇從-20dB/dec變化到-40dB/dec的交接頻率 ，保證中頻區(qū)的斜率為-20dB/dec，同時也可降低已校正系統(tǒng)的階次。,據(jù)相角裕度要求確定滯后網(wǎng)絡(luò)參數(shù),驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度, 選擇 ， 計(jì)算,4,例6-5,設(shè)未校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下:,試設(shè)計(jì)校正裝置滿足下列性能指標(biāo)： (1) 在最大指令速度為1800/s時， 位置遲后誤差不超過1o; (2) 相角裕度為 4503o; (3) 幅值裕度不低于10dB; (4) 動態(tài)過程調(diào)節(jié)時間ts不超過3秒。,5,解:(1) 根據(jù)I型系統(tǒng)和速度誤差系統(tǒng)要求取 K,(2)繪制未校正系統(tǒng)的伯德圖,6,-20,-40,(2)繪制未校正系統(tǒng)的伯德圖。計(jì)算未校正系統(tǒng)的截止頻率和相角裕度,（3）選擇,7,（4）選擇校正后截止頻率 根據(jù)條件2 和4的要求，,8,9,已校正系統(tǒng)的頻率特性,（5）計(jì)算Ta,10,校正后傳遞函數(shù),11,12,原系統(tǒng)在新截止頻率處的相角裕度：,超前校正在新截止頻率處的相角,滯后校正在新截止頻率處的相角,對該題進(jìn)一步剖析,13,Ts=1.65s =5%; Ts=2.9s =2%;,14,15,-20,+20,有源滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò),-10lga,m,20lgb,16,其主要設(shè)計(jì)步驟同前 用 對準(zhǔn)未校正系統(tǒng)由-20dB/dec轉(zhuǎn)到-40dB/dec的轉(zhuǎn)角頻率。選取 滿足截止頻率的要求，取 再選取 值滿足相位裕度的要求。,17,習(xí)題 6-7 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),（1）要求校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù) 相角裕度 ，試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置； （2）若除上述指標(biāo)要求外，還要求系統(tǒng)校正后截止頻率 ，試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置。,解：（1）嘗試超前校正，失??！滯后校正可以 校正后截止頻率 ，校正裝置,（2）滯后超前校正,18,19,取 ，,根據(jù)相角裕度的要求，選取,根據(jù)截止頻率的要求，選取,用 對準(zhǔn)未校正系統(tǒng)由-20dB/dec轉(zhuǎn)到-40dB/dec的交接頻率。,20,未校正系統(tǒng)在 時的相角裕度為,滯后超前校正裝置需提供的超前相角為,21,校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,經(jīng)檢驗(yàn)，校正后的相角裕度為 滿足設(shè)計(jì)要求,22,23,6-5 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：,（1）若要求校正后系統(tǒng)的相角裕度為30o，幅值裕度為10-12dB，試設(shè)計(jì)串聯(lián)超前校正裝置。 （2）若要求校正后系統(tǒng)的相角裕度為50o，幅值裕度為30-40dB，試設(shè)計(jì)串聯(lián)滯后校正裝置。,解：未校正系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折頻率,24,校正前,25,26,（1）超前校正 需提供最大超前角,經(jīng)檢驗(yàn)，用一級超前校正網(wǎng)絡(luò)無法滿足要求,27,（2）滯后校正,28,滯后校正裝置使未校正系統(tǒng)高頻段幅值衰減24.4dB,校正后的幅值裕度,不能滿足要求,若滿足幅值裕度要求，滯后校正的高頻部分至少要衰減38dB，取40dB,29,未校正系統(tǒng)在頻率為0.4rad/s處的相角為,設(shè)校正裝置在0.4rad/s處的相角為 我們要利用校正裝置的相角滯后，減小校正后系統(tǒng)的相角裕度,30,題目要求校正后系統(tǒng)的相角裕度為50o,校正裝置的傳遞函數(shù),校正裝置的相頻特性,解得：,或者,取轉(zhuǎn)折頻率小的時間常