線(xiàn)性系統(tǒng)的校正方法(已修改)
2025-05-13 22:06 本頁(yè)面
【正文】 1 6 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題 校正裝置 ：就是在系統(tǒng)中加入一些參數(shù)可以根據(jù)需要而改變的機(jī)構(gòu)或裝置，使系統(tǒng)整個(gè)特性發(fā)生變化，從而滿(mǎn)足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。 202。228。 179。246。 193。191。 180。243。 177。 187。 191。216。 178。185。 178。226。 193。191。 212。170。 188。254。 190。214。 178。191。 180。 192。161。 206。170。 184。196。 201。198。 207。181。 測(cè)量元件 被控 對(duì)象 局部反饋 串聯(lián) 校正 主反饋 輸入量 輸出量 反饋 校正 干 擾 量 放 大 元 件 180。243。 執(zhí) 行 元 件 設(shè)計(jì)目的 ：是將構(gòu)成控制器的各元件（裝置）與被控對(duì)象組合起來(lái)，使之滿(mǎn)足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，如不滿(mǎn)足，需要增加校正裝置－－－ 校正問(wèn)題 2 系統(tǒng)校正（補(bǔ)償）裝置的設(shè)計(jì)方法 串聯(lián)補(bǔ)償和反饋補(bǔ)償 ?分析法 ?綜合法 系統(tǒng)的 固有特性 設(shè)計(jì)一種 補(bǔ)償裝置 分析和經(jīng)驗(yàn) 驗(yàn)證 性能指標(biāo) 選擇參數(shù) 系統(tǒng)的 固有特性 期望開(kāi)環(huán)系統(tǒng)特性 系統(tǒng)的性能指標(biāo) 確定補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù) 原系統(tǒng)頻率特性 +校正裝置頻率特性 =希望頻率特性 希望頻率特性 原系統(tǒng)頻率特性 =校正裝置頻率特性 第六章 線(xiàn)性系統(tǒng)校正 常用校正裝置及其特性 系統(tǒng)的 固有特性 串聯(lián)校正裝置 分析 驗(yàn)證性能指標(biāo) 選擇參數(shù) （ 1）無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò) （ 2） 無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò) （ 3）無(wú)源滯后 — 超前網(wǎng)絡(luò) 1. 無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)（裝置） rucu1R2RC圖 RC超前校正網(wǎng)絡(luò) 假設(shè)該網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零，輸出端的負(fù)載阻抗為無(wú)窮大，則超前校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： （ 1）無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò) 111)()()(11221122???????sCRRRRsCRsCRRRsUsUsGrcc1)1()1()1()1(2121121221211211212?????????????sRRCRRsCRRRRRRsCRRsCRRRsCRRsCRR111)(????Tsa T sasG c1221 ???RRRa2121RRCRRT??11)(????Tsa TssGac分度系數(shù) 時(shí)間常數(shù) 2121RRCRRT??時(shí)間常數(shù)： 221RRRa ??分度系數(shù)： CRaT 1?說(shuō)明： （ 1）采用無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串聯(lián) 校正時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增 益要下降 a倍。 需要提高放大器增益加以校正 rucu1R2RCa帶有隔離放大器的 無(wú)源超前校正網(wǎng)絡(luò) 此時(shí)的傳遞函數(shù)： Ts1a T s1a1)(Gc ????? ssssGsGcc T1aT1)(a)(?????（ 2） 超前網(wǎng)絡(luò)的零、極點(diǎn)分布直接影響到系統(tǒng)性能 由于 a1,故超前網(wǎng)絡(luò)的負(fù)實(shí)零點(diǎn)總是位于負(fù)實(shí)極點(diǎn)之右，兩者之間的距離由常數(shù) a決定 。 可知改變 a和 T的值 (即電路參數(shù) R R2和 C)的數(shù)值 ,超前網(wǎng)絡(luò)的零、極點(diǎn)可在 s平面的負(fù)實(shí)軸任意移動(dòng)。 ?T1?T?1?0j?Ts1a T s1( s )Gc ???（ 3） Gc(s)的對(duì)數(shù)幅頻特性和相頻特性 畫(huà)出對(duì)數(shù)頻率特性如圖 。顯然，超前網(wǎng)絡(luò)對(duì)頻率在 T1aT1 至內(nèi)，輸出信號(hào)相角比輸入信號(hào)相角超前，超前網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)由此而得。 之間的輸入信號(hào)有明顯的微分作用，在該頻率范圍 22C )T(1lg20)aT(1lg20)j(Glg20 ??? ????0aT1 T)1(tgTtgTtg)( 22111 ?? ???? ω ωaac ????sssT1aT1)(Gc ??? 1a, ?10 2 10 1 10 0 10 1 0 5 10 15 20 10 2 10 1 10 0 10 1 0 10 20 30 40 50 60 aT1T1圖 超前校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)極坐標(biāo)圖 10a1,T ??sssT1aT1)(Gc ???2111)(1)1(tgtgtg)(??????TaTaTaTc ?????11s i n21tg 11????? ?aaaam?? 1?aa21?a在最大超前角頻率處 m?具有最大超前角 m?正好處于頻率 aT1 與 T1 的幾何中心 T1aT1 與? 的幾何中心為 mm ?? lglg21aT1lg21T1aT1lg)T1lgaT1( l g21 22 ??????即幾何中心為 m?aT1m ?ω最大超前角頻率： 求導(dǎo)并令其為零 2111)tg(xx ???m?0)( ????dd cmm??s in1s in1a????211010111T10,a ???????aTm?m?1011 0 T1aT1 ?? 1T1 ?alg20alg10m?10 2 10 1 10 0 10 1 0 5 10 15 20 10 2 10 1 10 0 10 1 0 10 20 30 40 50 60 sssss????????????1011T1aT1)(G1T01acaaaaTaTTaTLmmmmmclg101lg20111lg20)(1)(1lg20)(1lg20)(1lg20)(2222?????????????????aT m122 ?? aaL mc lg10lg20)( ?????? ma ?11s i n21tg 11????? ??aaaam?a不能取得太大 (為了保證較高的信噪比 ), a一般不超過(guò) 20,這種超前校正網(wǎng)絡(luò)的最大相角超前角一般不大于 650,如果需要大于 650的相位超前角，則需要兩個(gè)超前網(wǎng)絡(luò)相串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并在所串聯(lián)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間加一隔離放大器，以消除它們之間的負(fù)載效應(yīng)。 aTm1??01 02 03 04 05 06 0m?135791 31 51 71 91 1?? 120s i n11s i n 11 ??????? ?? aam?12 圖 RC滯后校正網(wǎng)絡(luò) 假設(shè)網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零，輸出端的負(fù)載阻抗為無(wú)窮大，則滯后校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： （ 2）無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò) R 1R 2CU 2U 11)(111)()()(21221212?????????sCRRsCRsCRRsCRsUsUsG c11???Tsb T s1212 ??? RRRbCRRT )( 21 ??Tsb T ssGc ???11)(分度系數(shù) 時(shí)間常數(shù) 13 滯后校正網(wǎng)絡(luò) Gc(s)的幅頻和相頻特性 畫(huà)出對(duì)數(shù)頻率特性如下圖所示。顯然，滯后網(wǎng)絡(luò)對(duì)頻率在 bT1T1 至絡(luò)類(lèi)似，最大滯后角發(fā)生在最大滯后頻率處，且該頻率正好 之間有明顯的積分作用，在該頻率范圍。與超前網(wǎng) 22C )T(1lg20)bT(1lg20)j(Glg20 ??? ????0bT1 T)1b(tgTtgbTtg)( 22111 ?? ???? ??? ωωc ????? ? Ts1 b T s1sG c ??? 1b, ?位于 的幾何中心。 bT1T1 至滯后校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)坐標(biāo)特性 ? ? s1 0 .1s1Ts1 b T s1sG1T 0 .1b c ????????????10 1 10 0 10 1 10 2 20 15 10 5 0 10 1 10 0 10 1 10 2 60 50 40 30 20 10 0 T1m?m?bT120lgb?同超前網(wǎng)絡(luò)，滯后網(wǎng)絡(luò)在 時(shí)，對(duì)信號(hào)沒(méi)有衰減作用 時(shí)，對(duì)信號(hào)有積分作用，呈滯后特性 時(shí)，對(duì)信號(hào)幅值衰減作用為 20lgb ?同超前網(wǎng)絡(luò)，最大滯后角，發(fā)生在 的幾何中點(diǎn)，稱(chēng)為最大滯后角頻率，計(jì)算公式為 b越小，這種衰減作用越強(qiáng)。 ?采用無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串聯(lián)校正時(shí)， 主要利用其高頻幅值 衰減的特性，以降低系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)截止頻率，提高系統(tǒng)的相 角裕度。 說(shuō)明： 11s in 1??? ?aam?aT1m ?ωbT1T1 至T1??bT1T1 ?? ωT1??bT1
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