串聯(lián)綜校正法課外作業(yè)6263646567

1、上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 串聯(lián)綜合校正法串聯(lián)綜合校正法課外作業(yè)：課外作業(yè)：6-2, 6-3, 6-4(2)6-2, 6-3, 6-4(2)，6-5, 6-7 6-5, 6-7 鄒斌鄒斌上海大學(xué)上海大學(xué) 自動(dòng)化系自動(dòng)化系地地 址址: :上海市延長路上海市延長路149號(hào)號(hào)郵政編碼：郵政編碼：200072200072電子郵件電子郵件: : zoub電電 話話: :上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 希望頻率設(shè)計(jì)的思路希望頻率設(shè)計(jì)的思路根據(jù)系統(tǒng)性能根據(jù)系統(tǒng)性能得到對(duì)應(yīng)的頻率特性得到對(duì)應(yīng)的頻率特性已知未校正系統(tǒng)的頻率特性已知未校正系統(tǒng)的頻率特性求：校正裝置的頻率特性求：校正裝置的頻率特性

2、希望頻率特性希望頻率特性未校正系統(tǒng)的頻率特性未校正系統(tǒng)的頻率特性校正裝置的頻率特性校正裝置的頻率特性0cgg g020log20log20logcggg上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 獲得希望頻率特性的思路獲得希望頻率特性的思路三頻段理論三頻段理論db/dec20 1. l(w)低頻段 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差ess2. l(w)中頻段 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能(s, ts)3. l(w)高頻段 系統(tǒng)抗高頻噪聲能力vsksg )(0w wlg20lg20lg200 vkg 900vg最小相角系統(tǒng) l(w) 曲線斜率與j(w)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 90 90 db/dec40 180 0 db/dec60 270 90 )(1)()(

3、sgsgs 1)()( sgs1)( sg希望希望 l(w w) 以以-20db/dec斜率穿越斜率穿越 0db線，并保持較寬的頻段線，并保持較寬的頻段上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 一個(gè)設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)的三頻段一個(gè)設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)的三頻段中頻段的斜率以20db為宜；低頻段和高頻段可以有更大的斜率 低頻段斜率大，提高穩(wěn)態(tài)性能； 高頻段斜率大，排除干擾。但中頻段必須有足夠的帶寬，以保證系的相位裕 量，帶寬越大，相位裕量越大。 c c的大小取決于系統(tǒng)的快速性要求。的大小取決于系統(tǒng)的快速性要求。 c c大快速性好，但抗擾能力下降。大快速性好，但抗擾能力下降。上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 12vkn w w (1)

4、 (1) 二階系統(tǒng)二階系統(tǒng) )2()(2nnsssg w ww w 222)2()(nnjg w ww ww ww ww w njg w ww ww w2arctan90)( 1)2()(222 nccncjgwww ww ww ww w422224nnccw ww w w ww w 0442224 ncncw ww ww w w wncw w w w 24214)(180cw wj j 2222)(nnnsssw w w ww w nc w ww w2arctan90 cnw w w w2arctan 上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 ncw w w w 24214)(180cw wj j nc w

5、 ww w2arctan90 cnw w w w2arctan 242142arctan )2()(2nnsssg w ww w 21/% s s e%s s nstww5 . 3 242145 . 3 w w cst tan7 2214724 上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 (2) (2) 高階系統(tǒng)高階系統(tǒng) %100)1sin1(4 . 016. 0% s s 21sin15 . 21sin15 . 12 w w cst)9035( 上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 96248 cw w0833. 09688 cstw w例2 已知單位反饋系統(tǒng)g(s)，求wc, ；確定s, ts。解. 繪制l(w)曲線1

6、0096arctan2096arctan901096arctan180 001 .520027 s s查 p164 圖5-56)1100)(120()110(48)( sssssg102048 cw w)(180cw wj j 1 .528 .432 .789084180上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 估算高階系統(tǒng)估算高階系統(tǒng)cw wcsatw w 00s s圖5-56)(w wl p164上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 1101 . 0 cw w例3 已知最小相角系統(tǒng) l(w) 如圖所示，試確定 (1) 開環(huán)傳遞函數(shù)g(s); (2) 由 確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性； (3) 將 l(w) 右移10倍頻，討論對(duì)系

7、統(tǒng)的影響。解.(1)201arctan1 . 01arctan90180 (3) 將 l(w) 右移10倍頻后有)120)(11 . 0(10)( ssssg 8 . 286. 23 .8490(2)101001 cw w20010arctan110arctan90180 )1200)(11(100)( ssssg 8 . 286. 23 .8490l(w) 右移后wc 增大 不變 s 不變 ts 減小0 穩(wěn)定上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 中頻段三頻段理論三頻段理論高頻段低頻段對(duì)應(yīng)性能對(duì)應(yīng)性能希望形狀希望形狀l(w)系統(tǒng)抗高頻干擾的能力系統(tǒng)抗高頻干擾的能力開環(huán)增益開環(huán)增益 k系統(tǒng)型別系統(tǒng)型別 v穩(wěn)

8、態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差 ess截止頻率截止頻率 w wc相角裕度相角裕度 動(dòng)態(tài)性能動(dòng)態(tài)性能陡，高緩，寬低，陡頻段頻段三頻段理論并沒有提供設(shè)計(jì)系統(tǒng)的具體步驟，三頻段理論并沒有提供設(shè)計(jì)系統(tǒng)的具體步驟，但它給出了調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善系統(tǒng)性能的原則和方向但它給出了調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善系統(tǒng)性能的原則和方向00s sst舉例上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 關(guān)于三頻段理論的說明： 各頻段分界線沒有明確的劃分標(biāo)準(zhǔn)； 與無線電學(xué)科中的“低”、“中”、“高”頻概念不同； 不能用是否以-20db/dec過0db線作為判定 閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)； 只適用于單位反饋的最小相角系統(tǒng)。上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 期望特性期望特性lds() 根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)而確定的滿足系統(tǒng)品質(zhì)要求的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。期望特性：期望特性：低頻段低頻段 ：l(w)20lgk1w放大環(huán)節(jié)放大環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)無差度穩(wěn)態(tài)無差度上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 中頻段中頻段（1）按給定的時(shí)域頻性能指標(biāo)交界頻率c（2）過c點(diǎn)作-20db/dec的直線（3）確定中頻漸近線的長度， 或起點(diǎn)2和終點(diǎn)323wwh2和3分別成為c前后的轉(zhuǎn)折頻率i i型或型或ii ii型系統(tǒng)型系統(tǒng)11hhmr11rrmmhcrrmmww12crrmmww13sin1rmrm1sin1上海大學(xué) 自動(dòng)化系 鄒斌 cwmw2w3w()m w-40-20-40h018000ww(