控制系統(tǒng)的校正ppt課件-wenkub
2023-05-15 18:21:43 本頁(yè)面
【正文】 )所示。若期望主導(dǎo)極點(diǎn)在原根軌跡的左側(cè)，則只要加上一對(duì)零極點(diǎn)，使零點(diǎn)位置位于極點(diǎn)右側(cè)。串聯(lián)滯后校正在于提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益，從而改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，而盡量不影響系統(tǒng)原有的動(dòng)態(tài)性能。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，如果需要對(duì)增益以外的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，則必須通過(guò)引入適當(dāng)?shù)男Ｕ齺?lái)改變?cè)瓉?lái)的根軌跡，當(dāng)在開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)上增加極點(diǎn)時(shí)，則可以使根軌跡向右方向移動(dòng)，一般會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增大系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間，而當(dāng)在開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)上增加零點(diǎn)時(shí)，則可以使根軌跡向左方向移動(dòng)，通常會(huì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。雖然這種校正所用裝置或元器件要多些，會(huì)增加設(shè)備投資，但因其優(yōu)良的性能，在要求高的設(shè)備中還是經(jīng)常被采用。這種校正設(shè)計(jì)方法的突出特點(diǎn)是校正后系統(tǒng)的剪切頻率比校正前的小，系統(tǒng)的快速性能變差，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性卻得到提高。這種校正設(shè)計(jì)方法的突出特點(diǎn)是校正后系統(tǒng)的剪切頻率比校正前的大，系統(tǒng)的快速性能得到提高。 ? 按照校正器與給定受控對(duì)象連接的方式，有串聯(lián)校正、反饋校正、前置校正與干擾補(bǔ)償四種。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 2．控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式 在經(jīng)典控制系統(tǒng)里，主要數(shù)學(xué)模型是微分方程或傳遞函數(shù)。所謂給定任務(wù)即指系統(tǒng)滿足的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)性能要求，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)又叫做控制系統(tǒng)的校正或者控制系統(tǒng)的校正設(shè)計(jì)。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)有：穩(wěn)態(tài)誤差 (ess)， 靜態(tài)位置誤差系數(shù) (kp)， 靜態(tài)速度誤差系數(shù) (kv)， 靜態(tài)加速度誤差系數(shù)(ka)等?；趥鬟f函數(shù)模型的有動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖、頻率特性等。 ? 串聯(lián)校正方式在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)用定性的方法比較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換，但信號(hào)衰減大，裝置的功耗大。如果采用無(wú)源網(wǎng)絡(luò)作校正器，會(huì)產(chǎn)生增益損失，現(xiàn)已被有源校正所代替。可見(jiàn)，在系統(tǒng)快速性要求不是很高，而穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)精度要求很高的場(chǎng)合，滯后校正設(shè)計(jì)方法是很適合的。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 4）反饋校正 ? 除了前面介紹的三種串聯(lián)校正方法之外，反饋校正（又稱并聯(lián)校正）也是廣泛采用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法之一。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 (2）當(dāng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)是以穩(wěn)態(tài)誤差、相角裕度、幅值裕量、諧振峰值和帶寬等表示時(shí)，采用頻率法進(jìn)行校正比較方便。 ? (3）串聯(lián)滯后超前校正可兼有上述兩種作用，主要應(yīng)用于要求較高，而單純的超前或滯后校正不能滿足或者無(wú)法應(yīng)用的系統(tǒng)的校正。如果適當(dāng)選擇零、極點(diǎn)的位置，就能夠使系統(tǒng)根軌跡通過(guò)期望主導(dǎo)極點(diǎn) s1， 并且使主導(dǎo)極點(diǎn)在 s1點(diǎn)位置時(shí)的穩(wěn)態(tài)增益滿足要求。 ? n=［ 4］ 。n1=[]。d2=[1 0]。rlocus(n,d)。text(,‘校正后 ’)。第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析圖 4－ 57 系統(tǒng)的仿真結(jié)果 ?(a)原系統(tǒng)根軌跡； (b)校正后系統(tǒng)的根軌跡； (c)階躍響應(yīng)曲線 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 【 例 】 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)對(duì)象的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 (2)繪制未校正系統(tǒng)的根軌跡。? rlocus(s1)。? zeta=((log(1/sigma))^2/((pi)^2+(log(1/sigma))^2))^(1/2)。由理論分析可以確定校正裝置為 利用下面的 程序 可以畫出校正后系統(tǒng)的根軌跡如 圖 4﹣ 58b所示。d1=[1 25]。d=conv(d1,conv(d2,d3))。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析圖 4－ 58 系統(tǒng)的仿真結(jié)果 ?(a)校正前系統(tǒng)的根軌跡； (b)校正后系統(tǒng)的根軌跡； (c)校正后系統(tǒng)的階躍響應(yīng) 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 基于波特圖的校正方法 頻域法校正即是借助波特圖進(jìn)行校正。這個(gè)辦法即是相位超前校正。 。? d1=［ 110］ 。?dc=［ ］ 。?d2=conv(d1,dc)。因此，加入校正環(huán)節(jié)后，改善了系統(tǒng)的平穩(wěn)性和系統(tǒng)的快速性。 ；（ 2） ω c≥2rad/s, γ c≥45176。 ? 執(zhí)行下面的程序： ? clc? clearall? figure(1)? n1=［ 30］ 。? dc=［ 501］ 。? bode(n2,d2)。? step(nc1,dc1)。校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為： 校正環(huán)節(jié)及校正后系統(tǒng)的波特圖如圖 4－ 60(b)所示。從這個(gè)圖也可以看出，原系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。? bode(n1,d1)。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 holdon? n2=conv(n1,nc)。? ?。?nc2,dc2］ =cloop(n2,d2)。? step(nc2,dc2)。（ c)波特圖 。? G0=G01*G02。? T0=feedback(G0,1)。 ? 即若受控系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程為 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 通過(guò)引入狀態(tài)反饋矩陣 K使該系統(tǒng)變?yōu)椋? 簡(jiǎn)寫為 極點(diǎn)配置是通過(guò)計(jì)算選擇狀態(tài)反饋
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