[理學(xué)]自動控制原理-文庫吧
2024-10-04 01:09 本頁面
【正文】 ??1221 l g l g l g l gccc? ? ?? ? ? ?????：對 兩 邊 取 對 數(shù) 得 即 在對數(shù)頻率特性中頻段的中點，稱為 幾何中點 。 c?2021/11/10 第五章 頻率法 9 最大相位裕量與中頻段線段長度有關(guān)， n越大，中頻 段線段越長，最大相位裕量越大。具有 2/1/2特 性，按上式確定穿越頻率的系統(tǒng)，常稱為 對稱最佳系 統(tǒng) 。而當(dāng) n=4時，常稱為 三階工程最佳 系統(tǒng)。 當(dāng) n不變時，選擇 K使 ω c 位于幾何中點上 時，相位 裕量有最大值。 結(jié)論： 2021/11/10 第五章 頻率法 10 ③ 放大系數(shù)的變化對相位裕量的影響之三 1212c? ? ??? ?c??時， 最大 3－ 2/1/如 圖 特 性2021/11/10 第五章 頻率法 11 控制系統(tǒng)的頻率特性： 低頻段、中頻段、高頻段。 系統(tǒng)性能和開環(huán)頻率特性的關(guān)系 控制系統(tǒng)性能分析： 穩(wěn)態(tài)性能、暫態(tài)性能分析。 三頻段法 (定性、定量 ) ? 低頻段 ： L(ω )在第一個轉(zhuǎn)折頻率之前的頻段。 低頻段的特性完全由積分環(huán)節(jié)的個數(shù) N和開環(huán)放大倍數(shù) K 決定 。 所以 低頻段決定了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能 。 給出了系統(tǒng)的型 和靜態(tài)誤差系數(shù) 。 為了使系統(tǒng)滿足一定的穩(wěn)態(tài)指標(biāo) ， 低頻段要有一定的高度(20lgK)和斜率 (N)。 準(zhǔn) 2021/11/10 第五章 頻率法 12 ? 中頻段 ： L(ω )在開環(huán)截止 (穿越）頻率 ω c附近的頻段 。 若 L(ω)的中頻段斜率為 20dB/dec，且占據(jù)的頻率區(qū)間較寬， 可認(rèn)為中頻段對應(yīng)的開環(huán)傳函為： () ckKWsss???則閉環(huán)傳函： () 11()11 ( ) 111ckBckcWs sWsW s Tsss???? ? ? ??? ?? 相當(dāng)于一個一階系統(tǒng) ， ts=3/ω c， 階躍響應(yīng)單調(diào)上升 ， 系統(tǒng)的 穩(wěn) 定性較高 ， ω c越大 ， 系統(tǒng)的 快 速性越好 。 例： 因此中頻段特性決定系統(tǒng)的暫態(tài)性能。 %?2021/11/10 第五章 頻率法 13 ? 中頻段的穿越頻率 的選擇，決定于系統(tǒng)暫 態(tài)響應(yīng)速度的要求。為滿足快速性要求，穿 越頻率應(yīng)盡可能大。 ? 中頻段的長度對相位裕量有很大影響，中頻 段越長，相位裕量越大。 c?? 穿過 的幅頻特性斜率以 20dB/十倍頻為 宜，一般最大不超過 30dB/十倍頻。 c?一個設(shè)計合理的系統(tǒng)， 中頻段 應(yīng)根據(jù)暫態(tài)特性的要求來設(shè)計，且形狀應(yīng)大致如下： 2021/11/10 第五章 頻率法 14 ? 高頻段： L(ω )在中頻段以后的頻段。 2 0 l g ( ) 0 ( ) 1AA??? ? ? ??高頻段遠(yuǎn)離開環(huán)截止頻率 ， 所以對系統(tǒng)的動態(tài)性能影響不大 ， 高頻段的形狀主要影響系統(tǒng)的抗干擾性能 。 ? ? ? ?()( ) ( ) ( ) 11 ( )KB K B kKWjW j W j A W j W jWj?? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? A(ω )在高頻段的幅值 ， 直接反映了系統(tǒng)對高頻干擾信號的抑制能力 。 高頻部分的分貝值越低 ，系統(tǒng)的抗干擾 （ 濾波 ） 能力就越強 。 因此高頻段的斜率一般設(shè)置為 60或 80dB/dec。 頻率法可研究噪聲問題，可設(shè)計出能有效抑制噪聲的系統(tǒng)。 2021/11/10 第五章 頻率法 15 以二階系統(tǒng)為例 二階系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)型式為 （ 1）相位裕量 和超調(diào)量 之間的關(guān)系 )( c?? %?2222)(nnnB sssW ???????時域指標(biāo) 頻域指標(biāo) 2( ) ( ) 1( 2 ) 2 ( ) ( 1 )2nnKKnnW s W jss jj?? ??? ? ? ?????? ??系統(tǒng)暫態(tài)性能和開環(huán)頻率特性的關(guān)系 (定量 ) 超調(diào)量 σ ％ 和過度時間 ts 穿越頻率 ωc和相位裕量
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1