自動(dòng)控制原理61串聯(lián)校正-全文預(yù)覽
【正文】 12 ??并以此寫出校正裝置應(yīng)具有的傳遞函數(shù)為 21/1/1)(??sssGc ??? (5)校驗(yàn)校正后系統(tǒng)是否滿足給出指標(biāo)的要求。)取值。 在伯德圖上查得未校正系統(tǒng)的 L(?c?)值 。 只要正確地將超前網(wǎng)絡(luò)的交接頻率 1/aT和 1/T選在待校正系統(tǒng)截止頻率的兩旁 ，并適當(dāng)選擇參數(shù) a和 T， 就可以使已校正系統(tǒng)的截止頻率和相角裕度滿足性能指標(biāo)的要求 ， 從而改善閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 。通過適當(dāng)選擇參數(shù) Kp， TI改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 因此 ， 力求避免最大遲后角發(fā)生在已校正系統(tǒng)開環(huán)截止頻率 ?c?附近 。如果輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零，負(fù)載阻抗為無窮大，則無源遲后校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)可寫為 C U1 R2 R1 U2 20 （ 1）零極點(diǎn)分布圖： j? ? 0 ?1/T ?1/bT ∵ b 1 ∴ 極點(diǎn)總是位于零點(diǎn)之右，二者的距離由常數(shù) a決定。 a值選得越大，則超前網(wǎng)絡(luò)的微分作用越強(qiáng)。 15 （ 2）對(duì)數(shù)頻率特性曲線： ? L(?)/dB 0 ? ?(?) 0 20lga T1aT120dB/dec ?m ?m TsaT ssGc ???11)(16 顯然 ， 超前網(wǎng)絡(luò)對(duì)頻率 在 1/aT至 1/T之間的輸入信號(hào)有明顯的微分作用 ， 在該頻率范圍內(nèi) ， 輸出信號(hào)相角比輸入信號(hào)相角超前 ， 超前網(wǎng)絡(luò)的名稱由此而得 。然而，在頻域內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)又是一種簡便的方法，在伯德圖上雖然不能嚴(yán)格定量地給出系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，但卻能方便地根據(jù)頻域指標(biāo)確定校正裝置的參數(shù)，特別是對(duì)已校正系統(tǒng)的高頻特性有要求時(shí)，采用頻域法校正較其它方法更為簡便。 圖中 ， U1為輸入信號(hào) ， U2為輸出信號(hào) 。 綜合法又稱期望特性法 。 反饋校正：其輸入信號(hào)直接取自輸出信號(hào) ， 校正裝置費(fèi)用高 ， 調(diào)整不方便 ， 但是可以獲得高靈敏度與高穩(wěn)定度 。 復(fù)合校正方式是在反饋控制回路中，加入前饋校正通路，組成一個(gè)有機(jī)整體，有按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式和按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式。 串聯(lián)校正裝置 一般接在系統(tǒng)誤差測量點(diǎn)之后和放大器之前 ， 串接于系統(tǒng)前向通道之中； 反饋校正裝置 接在系統(tǒng)局部反饋通道之中 。 所謂的 “ 校正 ” ，就是在原系統(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，從而滿足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。 4 ? L(?)/dB ?(?) ?180? ? =0 ? ? ?c 如下圖系統(tǒng)開環(huán)伯德圖 : G(s) G(s)/k1 5 其中 G(s)是根據(jù)給定的穩(wěn)態(tài)誤差指標(biāo)設(shè)計(jì)的，但此時(shí)的相角裕度 ? =0， 系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊界上，不能正常工作。 常見的時(shí)域指標(biāo)有： ess ?p% tr ts 系統(tǒng)的無差度 N 等； 常見的 頻 域指標(biāo)有： ?c h ? 20lgh 和 ?r ?b Mr等 。 但無論如何 ， 對(duì)受控對(duì)象要作充分的了解是不容置疑的 。1 第六章 控制系統(tǒng)的校正 主要內(nèi)容： 2 校正的基本概念 校正的定義 被控對(duì)象和控制裝置同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)是比較合理的 。 然而 ， 相當(dāng)多的場合還是先給定受控對(duì)象 ， 之后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。任務(wù)不同 ， 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的要求也不同 。 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，常常遇到初步設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)不能滿足已給出的所有性能指標(biāo)的要求。這樣就得在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采取另外一些措施，即對(duì)系統(tǒng)加以 “ 校正 ” 。 校正方式 常用的校正方式有串聯(lián)校正、反饋校正、前饋校正和復(fù)合校正四種。 前饋 校正 對(duì) 象 控制 器 8 前饋校正可以單獨(dú)作用于開環(huán)控制系統(tǒng)，也可以作為反饋控制系統(tǒng)的附加校正而組成復(fù)合控制系統(tǒng)。 串聯(lián)校正：裝置簡單 ， 調(diào)整靈活 ， 成本低 。 用分析法設(shè)計(jì)校正裝置比較直觀 ， 在物理上易于實(shí)現(xiàn) ， 但要求設(shè)計(jì)者有一定的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ， 設(shè)計(jì)過程帶有試探性 。 12 典型校正裝置 典型無源超前校正網(wǎng)絡(luò) 超前校正網(wǎng)絡(luò)的電路圖如下圖所示 。因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié)果滿足的是頻域指標(biāo)，而不是時(shí)域指標(biāo)。零點(diǎn)的作用大于極點(diǎn)，故為超前網(wǎng)絡(luò)。 11ar c s i n21ar c tan?????aaaam?mma??s i n1s i n1???上式表明， ?m僅與 a有關(guān)。圖中， U1為輸入信號(hào)，U2為輸出信號(hào)。 采用無源遲后網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串聯(lián)校正時(shí) ， 主要是利用其高頻幅值衰減的特性 ， 以降低系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率 ， 提高系統(tǒng)的相角裕度 。 圖中 ， U1為輸入信號(hào) ， U2為輸出信號(hào) ,如果輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零 ， 負(fù)載阻抗為無窮大 ， 則無源遲后校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)可寫為 2122112211)1)(1()1)(1()(CsRCsRCsRCsRCsRsGc ??????1)()1)(1(122122121???????sTTTsTTsTsT24
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