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1、,第六章 控制系统的校正,61 概述,6-4 反馈校正,62 校正装置及其特性,6-3 串连校正及其参数确定,根据经验确定校正的方式,选择一种校正装置,然后根据性能指标要求和系统原有部分的特性选择校正装置的参数,最后验算性能指标是否满足要求.若不满足,则改变校正装置参数或校正方式,直到满足要求为止.这种方法叫分析法.又称试探法.,综合法根据性能指标要求确定出希望开环频率特性的形状,然后将希望特性与系统原有部分特性进行比较,从而确定校正方式和校正装置参数.故此方法又称希望特性法.,超前网络的传函：,滞后网络的传函：,超前滞后网络的传函:,(一) PD调节器(亦称比例微分调节器),(二) PI调节
2、器(亦称比例积分调节器),(三) PID调节器(亦称比例微分积分调节器),PID调节器的时域表达形式：,频率响应法设计无源网络的步骤,根据稳态误差要求,确定开环增益K,根据希望剪切频率 计算超前网络参数a和T,确定超前网络的元件值,并注意计算结果的标称化,验算已校正系统的相角裕度,利用已确定的开环增益K,计算未校正系统的相角裕度,首先调整开环增益K.本例未校正系统为型系统,所以有,当图6-13所示系统的K值取为10时,可以满足 稳态误差要求,则未校系统的传递函数为,算出未校正系统相角裕度,计算超前网络参数,并确定已校正系统的开环传函,计算已校正系统的相角裕度为,选择无源超前网络的元件值,制约串
3、联超前校正的因素,闭环带宽要求,40,30,20,10,0,10,20,30,1,0.1,0.2,0.3,0.5,2,3,根据画出的对数特性图算出,最后校验相角裕度和幅值裕度.即,以及,首先确定开环增益K.根据静态速度误差系数要求,40,60,20,0,20,40,0.024,0.1,0.27,2.7,5,10,0,串联超前校正与串联滞后校正的区别,超前校正是利用超前网络的相角超前特性,而滞后校正是利用滞后网络的高频幅值衰减特性,为了满足严格的稳态性能要求,在采用无源校正网络时,超前校正要求一定的附加增益,而滞后校正不需要,对于同一系统,采用超前校正的系统带宽大于采用滞后校正系统的带宽,首先绘
4、制未校正系统在K=180时的伯德图. 并算出未校正系统的剪切频率和相角裕度,确定系统的期望开环对数幅频特性,按给定的要求选定期望特性的剪切频率wc=3.5(弧度秒) 然后过 wc作一斜率为20dB/dec的直线作为期望特性的中频段,绘制出系统的期望特性如图618中的L.从L中减去L0,得到串连校正装置的对数幅频性,即为图中的Lc,故应在系统中串联相位滞后超前校正装置,确定系统参数,并校验系统相角裕度,60,80,40,20,0,20,40,0.01,0.1,100,1,2,10,考虑图6-20所示位置随动系统,为使系统达到要求的性能 指标，采用局部反馈校正改善系统性能，校正的一般步 骤如下：,根据稳态性能要求，确定系统的开环增益K,绘制反馈校 正前的系统开环对数幅频特性,见图6-21中折线。,参考本节前面谈到的关于做系统期望特性的步骤,并参 考折线,做出系统期望开环对数幅频特性,如图6-21中 折线。,确定校正装置的对数幅频特性和传递函数,0,必须指出,增加自由度, 系统质量得到提高,与此同时, 系统的复杂性自然也提高了。,