《控制系統(tǒng)的校正》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 ］ )。(c)校正前后系統(tǒng)的階躍響應(yīng) 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析執(zhí)行下面的程序： ? clc? clearall? figure(1)? n1=［ 10］ 。 ， 開環(huán)截止頻率是 ，滿足設(shè)計要求。? step(nc2,dc2)。? ?。?nc2,dc2］ =cloop(n2,d2)。? holdon? n2=conv(n1,nc)。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 bode(n1,d1)。用頻率法設(shè)計滯后校正裝置。其中左圖為原系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，右圖是校正后系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。?holdon?［ gm,pm,wg,wp］ =margin(n2,d2)?［ gm,pm,wg,wp］ =? 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 此時，系統(tǒng)的相角裕度為 γ c=176。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 校正后系統(tǒng)的波特圖如圖 4－ 59(b)所示。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 holdon? ?。?gm,pm,wg,wp］ =margin(n1,d1)。為了滿足穩(wěn)態(tài)性能，令 K=10， 作開環(huán)系統(tǒng)的波特圖如圖 4－ 59(a)所示。這個辦法即是相位滯后校正。若改變開環(huán)增益 K常常不能使靜態(tài)、動態(tài)指標(biāo)都滿足要求，則必須對系統(tǒng)進行校正。 [nc,dc]=cloop(n,d,1)。d3=[1 ]。n2=[ ]。? p=［ 12*wn*zetawn*wn］ 。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 (3)確定系統(tǒng)希望的極點位置。? d1=conv(［ 10］ ,［ 125］ )。校正前 39。hold on[nc,dc]=cloop(n,d,1)。n=conv(n1,conv(n2,n3))。n3=[4]。? rlocus(n,d)。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 【 例 】 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 要求 σ p20%， ts2s， 試用根軌跡法作微分超前校正。由根軌跡的理論，添加上開環(huán)零點或極點可以使根軌跡曲線形狀改變。超前校正主要適用于穩(wěn)態(tài)精度不需要改變，暫態(tài)性能不佳，而穿越頻率附近相位變化平穩(wěn)的系統(tǒng)。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 3．控制系統(tǒng)的設(shè)計要點 (1）當(dāng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)是以最大超調(diào)量，上升時間，調(diào)整時間，阻尼比以及希望的閉環(huán)極點的無阻尼自振頻率等表示時，采用根軌跡法進行校正比較方便。它既具有滯后校正高穩(wěn)定性、高精確度的長處，又具有超前校正響應(yīng)快、超調(diào)小的優(yōu)點。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 2）滯后校正設(shè)計 ? 滯后校正設(shè)計是指利用校正器對數(shù)幅頻特性曲線具有負斜率 (即幅頻曲線的漸近線與橫坐標(biāo)夾角的正切值小于零 )的區(qū)段及其相頻特性曲線具有負相移 (即相頻曲線的相角值小于零 )區(qū)段的系統(tǒng)校正設(shè)計。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 1）超前校正設(shè)計 ? 超前校正設(shè)計是指利用校正器對數(shù)幅頻曲線有正斜率 (即幅頻曲線的漸近線與橫坐標(biāo)夾角的正切值大于零 )的區(qū)段及其相頻曲線具有正相移 (即相頻曲線的相角值大于零 )區(qū)段的系統(tǒng)校正設(shè)計。校正設(shè)計中要注意校正方式和選擇參數(shù)的非唯一性，參數(shù)計算和元件選擇時要留有余量。時域指標(biāo)為超調(diào)量 (σ )、 峰值時間 (tp)、 調(diào)節(jié)時間 (ts)等；頻域指標(biāo)有峰值(Am)、 峰值頻率 (ω m)、 頻帶 (ω b)、 剪切頻率 (ω c)、 模值穩(wěn)定格度 (Ln)、 相角穩(wěn)定裕度 (γ )等。第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 控制系統(tǒng)的校正 控制系統(tǒng)設(shè)計概述 1．控制系統(tǒng)設(shè)計的概念 所謂系統(tǒng)設(shè)計，就是在給定的性能指標(biāo)下，對于給定的對象模型，確定一個能夠完成給定任務(wù)的控制器 (常稱為校正器或者補償控制器 )，即確定校正器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。 ? 系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)有時域的與頻域的。故控制系統(tǒng)設(shè)計方法有基于微分方程求解的分析微分方程特征根的根軌跡法，有基于頻率特性的波特圖法。串聯(lián)校正可以分為超前、滯后以及超前 — 滯后三種校正方式，分別適用于不同的場合。這種校正設(shè)計方法被要求穩(wěn)定性好、超調(diào)小以及動態(tài)過程響應(yīng)快的系統(tǒng)經(jīng)常采用。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 3）滯后 — 超前校正設(shè)計 ? 滯后 — 超前校正設(shè)計是指既有滯后校正作用又有超前校正作用的校正器設(shè)計。反饋校正主要是利用校正裝置的頻率特性，在中頻區(qū)段代替或改變原系統(tǒng)的頻率特性，使系統(tǒng)符合所需的期望特性，從而達到系統(tǒng)所要求的性能指標(biāo)，反饋校正可以削弱系統(tǒng)的非線性特性的影響，提高響應(yīng)速度，降低對參數(shù)變化的敏感性，擬制噪聲的影響。頻率法中的串聯(lián)超前校正主要是利用校正裝置的超前相位在穿越頻率處對系統(tǒng)進行相位補償，以提高系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕量，同時也提高了穿越頻率值，從而改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。 第 4章 控制系統(tǒng)的仿真分析 基于根軌跡圖的校正方法 根軌跡法校正即是借助根軌跡曲線進行校正，系統(tǒng)的期望主導(dǎo)極點往往不在系
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