自動(dòng)控制原理第6章控制系統(tǒng)的校正(存儲(chǔ)版)
【正文】 G s G s G s s s s?? ??畫(huà)出未校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性 L0，如下圖所示。為使 較簡(jiǎn)單，將 的部分用 的部分的幅頻特性的延長(zhǎng)線來(lái)代替（如圖中虛線延長(zhǎng)線所示），以減少 中 和 兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率。 。 40 dB /dec?1 0 .0 1 ra d / s? ?40 dB /dec?4 2 7 8 ra d / s? ?期望特性對(duì)應(yīng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 ? ?? ? ? ? ? ?1 1 3 0 1()1 0 0 1 0 .0 5 1 0 .0 0 3 6 1sGss s s s??? ? ?自動(dòng)控制原理 孟華 52 (3)在上圖中求出 L0(w)L(w)的特性曲線，取其中大于零分貝的幅頻特性作為 ，即得到傳遞函數(shù)。設(shè)反饋校正控制系統(tǒng)如下圖所示。于是，繪制出系統(tǒng)的期望特性如上圖所示。 自動(dòng)控制原理 孟華 41 為使校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益不低于 180s1，期望特性的低頻段應(yīng)與未校正系統(tǒng)特性一致。利用校正網(wǎng)絡(luò)中的超前部分改善系統(tǒng)的暫態(tài)性能，而校正網(wǎng)絡(luò)的滯后部分則可提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。 最后校驗(yàn)相角裕度和幅值裕度。在這種情況下，采用超前校正是無(wú)效的。根據(jù)式 (625)和已確定的b值，即可算出滯后網(wǎng)絡(luò)的 T值。 自動(dòng)控制原理 孟華 33 串聯(lián)滯后校正 應(yīng)用頻率特性法設(shè)計(jì)串聯(lián)無(wú)源滯后校正裝置的步驟如下： （ 1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益 K.。 ，而由式 (65)算出時(shí)，故已校正系統(tǒng)的相角裕度 o( ) 4 9 .8m o c? ? ? ?? ? ?自動(dòng)控制原理 孟華 32 相角裕度滿足大于 45176。本例未校正系統(tǒng)為 Ⅰ 型系統(tǒng)，所以有 ?? Ke ss故 K值取為 10時(shí)，可以滿足穩(wěn)態(tài)誤差要求，則未校系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 10()( 1 )oGs ss? ?(622) 式 (622)代表的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)，因此只需畫(huà)出其對(duì)數(shù)幅頻漸近特性，如圖 Lo(w)所示。最后按下式算出已校正系統(tǒng)的相角裕度 0 ()mc? ? ? ??? 當(dāng)驗(yàn)算結(jié)果 g 不滿足指標(biāo)要求時(shí)，需重選 wm值，一般是使wm=wc值增大，然后重復(fù)以上計(jì)算步驟。如果把式 (617)所描述的 PID調(diào)節(jié)器的輸入 E(s)和輸出 U (s)之間的關(guān)系用時(shí)域關(guān)系表示，則為 01 d e( )( ) e( ) e( ) ddtpditu t K t KTt??? ? ??自動(dòng)控制原理 孟華 25 串聯(lián)校正 串聯(lián)超前校正 利用超前網(wǎng)絡(luò)或 PD調(diào)節(jié)器進(jìn)行串聯(lián)校正的基本原理是利用超前網(wǎng)絡(luò)或 PD調(diào)節(jié)器的相角超前特性。因此選擇滯后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)時(shí)，總是使滯后網(wǎng)絡(luò)的第二個(gè)轉(zhuǎn)折頻率 1/bT遠(yuǎn)小于 wc，一般?。?bT1101~51=（ ） c?自動(dòng)控制原理 孟華 18 3. 無(wú)源滯后 超前網(wǎng)絡(luò) sCRRZ1111 1 ??sCRZ 2221??由此求得滯后 超前網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)： sCRsCRsCRsCRsCRZZZsGc2122112211212)1)(1()1)(1()(????????自動(dòng)控制原理 孟華 19 若使： 1 1 1 2 2 2, 1 ,aT R C bT R C ab? ? ?21212211 TTCRCRCR ????則： 221121 CRCRTT ?滯后 超前網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)變?yōu)? ： 212111()11cb T s a T sGsT s T s? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ?｜ ← 滯后 → ｜ ← 超前 → ｜ (612) 自動(dòng)控制原理 孟華 20 設(shè) ，按式 (612)繪制的滯后 超前網(wǎng)絡(luò)的波德圖如圖 。所以為了避免上述問(wèn)題，實(shí)際選用的 a值一般不超過(guò) 20。如果不能滿足，則應(yīng)改變校正裝置參數(shù)或校正方式，直到校正后的系統(tǒng)全部滿足給定的性能指標(biāo)為止。第 6章 線性控制系統(tǒng)的校正 自動(dòng)控制原理 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 機(jī)械工業(yè)出版社 自動(dòng)控制原理 孟華 2 第 6章 線性控制系統(tǒng)的校正 校正裝置及其特性 串聯(lián)校正 反饋校正 自動(dòng)控制原理 孟華 3 串聯(lián)校正 ? G(s)為系統(tǒng)不可變部分傳遞函數(shù) ? Gc(s)為校正裝置的傳遞函數(shù) 概述 按照校正裝置在系統(tǒng)中的安置位置，以及它和系統(tǒng)不可變部分的連接方式不同，通常將系統(tǒng)校正分為三種基本形式：串聯(lián)校正、反饋校正（也稱并聯(lián)校正）和前饋校正。設(shè)計(jì)者采用這種方法時(shí)，首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定校正的方式，選擇一種校正裝置，然后根據(jù)性能指標(biāo)要求和系統(tǒng)原有部分的特性選擇校正裝置的參數(shù)，最后驗(yàn)算性能指標(biāo)是否滿足要求。顯然，a越大，間距越大，超前作用越顯著；但是 a值過(guò)大，元件在物理實(shí)現(xiàn)上較困難，同時(shí)噪聲的影響也被微分作用放大。 1 1 1l g ( l g l g )2m T a T? ??得最大超前角 ： m? ? 1a r c ta n2aa?或： 1a r c s in1maa????由此得： ? ?( ) 2 0 l g 1 0 l gc m cL a G j a????自動(dòng)控制原理 孟華 15 2. 無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò) 1 1 2 21Z R Z RCs? ? ?；221 2 1 2() 1 1()( ) 1 ( ) 1ociUs Z R C s b T sGsU s Z Z R R C s T s? ?? ? ? ?? ? ? ?無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為 ： ? ?12T R R C?? 1212 ??? RRRb式中： 自動(dòng)控制原理 孟華 16 滯后網(wǎng)絡(luò)的零、極點(diǎn)分布圖： 1m Tb? ?m? ? 1a rc si n1bb??自動(dòng)控制原理 孟華 17 采用滯后網(wǎng)
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1