機(jī)械工程控制基礎(chǔ)楊叔子主編第六章系統(tǒng)的性能指標(biāo)與校正(存儲版)
【正文】 此，通過點(diǎn) ( ， － 13dB)作一條斜率為 20dB/dec的直線，該直線與 0dB線與－ 20dB的水平線的交點(diǎn)，它們分別為： 這就是要求的超前部分的轉(zhuǎn)折頻率。對于那些數(shù)學(xué)模型不易精確求得、參數(shù)變化較大的被控對象，采用PID調(diào)節(jié)器也往往能得到滿意的控制效果。 具有 PID調(diào)節(jié)器的控制框圖 其控制規(guī)律可表示為 PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 Kp＝ 1時(shí)， Gc（ s）的頻率特性為： wjTwjTjwG diC ???11)(50 Kp＝ 1時(shí)， Gc（ s）的頻率特性為： wjTwjTjwG diC ???11)(TiTd時(shí)， PID調(diào)節(jié)器的 bode圖如圖所示： PID校正 P208 51 反饋校正 在反饋校正中，若 ，則稱為 位置（比例）反饋 ；若 則稱為 速度（微分）反饋 ；若 則稱為 加速度反饋 。 順饋校正（或稱順饋補(bǔ)償） 按補(bǔ)償信號的不同一般可以分為按輸入校正和按干擾校正兩種方式，如下圖所示。 （ 7）繪制校正后的 bode圖，檢驗(yàn)所得系統(tǒng)的相位裕度是否滿足了設(shè)計(jì)要求。 [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(mag,phase,w)。deng=[ 1 0]。 bode(tf(num,den),w)。 (4)掌握 PID校正的基本規(guī)律及各種調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)；掌握 PID調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法。 (2)PID調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法。 (2)了解系統(tǒng)校正的基本概念。 [mag,phase,w]=bode(tf(num,den),w)。 % 為確定 wm，繪制 10lga線及幅頻圖 Matlab程序： 校正前 59 k=20。 % 未校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) w=logspace(1,2,200)。 （ 1）根據(jù)靜態(tài)性能指標(biāo)，確定所需的開環(huán)增益 k，繪制未校正系統(tǒng)的 bode圖，并計(jì)算相位裕量。 反饋校正具有如下特點(diǎn)： (1)位置反饋可減少時(shí)間常數(shù)，增加帶寬； (2)負(fù)反饋可降低干擾對系統(tǒng)性能的影響； (3)正反饋可增大放大系數(shù)。 其控制規(guī)律可表示為 具有 PI調(diào)節(jié)器的控制框圖 其傳遞函數(shù)為： Kp=1時(shí)， Gc(s)的頻率特性為： wjTwjTjwGiiC?? 1)(對應(yīng)的 bode圖如圖所示。其中，按偏差的比例（ P）、積分（ I） 、微分（ D）進(jìn)行控制的 PID調(diào)節(jié)器應(yīng)用最為廣泛。選擇該頻率值作為校正后系統(tǒng)的剪切頻率 ωc，是合理的。試設(shè)計(jì)遲后 — 超前校正裝置。 (3)由已選定的 選擇滯后部分的轉(zhuǎn)折頻率 ，得出滯后部分的傳遞函數(shù)。 串聯(lián)校正 (滯后校正 ) 29 這樣，遲后校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： （ 5）校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 （ 6）驗(yàn)證校正后系統(tǒng)的性能指標(biāo)是否滿足要求。工程上取 然后確定另一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率： (6)畫出校正后系統(tǒng)的伯德圖，并求出校正后系統(tǒng)的相位裕量。 24 2．采用 Bode圖進(jìn)行相位滯后校正 串聯(lián)校正 (滯后校正 ) 滯后校正的原理： 利用滯后校正裝置的低通濾波器特性，使它在基本不影響校正后系統(tǒng)低頻特性的情況下，使校正后系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的中頻段和高頻段增益降低， 從而使剪切頻率前移，達(dá)到增加系統(tǒng)相位裕量的目的。 （ 2）這意味著提高了系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性， 加大了系統(tǒng)的響應(yīng)速度 ，使過度過程得到顯著改善。其中頻段漸進(jìn)線的斜率均為 。 超前校正的 使用范圍： 主要是針對系統(tǒng)原有的靜態(tài)性能基本滿足要求，而動態(tài)性能不能滿足要求的系統(tǒng)。 P102 所謂的 校正（或稱補(bǔ)償）， 就是指在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)，以改善系統(tǒng)性能的方法。1 第六章 系統(tǒng)的性能指標(biāo)與校正 ◆ 系統(tǒng)的性能指標(biāo) ◆ 系統(tǒng)的校正 ◆ 串聯(lián)校正 ◆ PID校正 ◆ 反饋校正 ◆ 順饋校正 ◆ 利用 matlab設(shè)計(jì)系統(tǒng)校正 ◆ 關(guān)于系統(tǒng)校正的一點(diǎn)討論 習(xí)題： P218 、 、 2 系統(tǒng)穩(wěn)定是系統(tǒng)能正常工作的 必要條件 。 系統(tǒng)的性能指標(biāo) （ 2） 5 系統(tǒng)的校正 一、校正的概念 減小 k會使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差增大，這是不希望的，也是不允許的。 實(shí)現(xiàn)的方法： 是在系統(tǒng)的前向通道中增加一超前校正裝置。 將 Gc(j ω) 分為實(shí)部 u和虛部 v，可得 :
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