控制系統(tǒng)的校正(編輯修改稿)
2024-08-03 14:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 正前后的相角裕度。例3 使用 SISO Design Tool 設(shè)計(jì)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。典型電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示，控制系統(tǒng)的輸入變量為輸入電壓，系統(tǒng)輸出是電機(jī)負(fù)載條件下的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度?，F(xiàn)設(shè)計(jì)補(bǔ)償器的目的是通過對(duì)系統(tǒng)輸入一定的電壓，使電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載以期望的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，并要求系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定裕度。圖 8 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)直流電機(jī)動(dòng)態(tài)模型本質(zhì)上可以視為典型二階系統(tǒng)，設(shè)某直流電機(jī)的傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)為：上升時(shí)間﹤，穩(wěn)態(tài)誤差﹤5%，最大超調(diào)量，幅值裕度，相角裕度。系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟： （1） 調(diào)整補(bǔ)償器的增益如果對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域仿真，可發(fā)現(xiàn)其階躍響應(yīng)時(shí)間很大，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度的最簡單方法就是增加補(bǔ)償器增益的大小。在 SISO 的設(shè)計(jì)工具中可以很方便的實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償器增益的調(diào)節(jié)：鼠標(biāo)移動(dòng)到 Bode 幅值線上，按下鼠標(biāo)左鍵抓取 Bode幅值線，向上拖動(dòng)，釋放鼠標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算改變的系統(tǒng)增益和極點(diǎn)。 既然系統(tǒng)要求上升時(shí)間﹤，應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)增益，使得系統(tǒng)的穿越頻率位于3rad／s附近。這是因?yàn)?3rad/s的頻率位置近似對(duì)應(yīng)于 。 為了更清楚的查找系統(tǒng)的穿越頻率，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在快捷菜單中選擇“Grid”命令，將在 Bode圖中繪制網(wǎng)格線。 觀察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，可以看到系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和上升時(shí)間已得到改善，但要滿足所有的設(shè)計(jì)指標(biāo)，還應(yīng)加入更復(fù)雜的控制器。（2） 加入積分器點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“Add Pole/Zero”下的“Integrator”菜單，這時(shí)系統(tǒng)將加入一個(gè)積分器，系統(tǒng)的穿越頻率隨之改變，應(yīng)調(diào)整補(bǔ)償器的增益將穿越頻率調(diào)整回 3rad/s的位置。（3） 加入超前校正網(wǎng)絡(luò)為了添加一個(gè)超前校正網(wǎng)絡(luò)，在開環(huán) Bode圖中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Add Pole/Zero”下的“Lead” 菜單，該命令將在控制器中添加一個(gè)超前校正網(wǎng)絡(luò)。這時(shí)鼠標(biāo)的光標(biāo)將變成“X”形狀，將鼠標(biāo)移到 Bode圖幅頻曲線上接近最右端極點(diǎn)的位置按下鼠標(biāo)。從 Bode圖中可以看出幅值裕度還沒有達(dá)到要求，還需進(jìn)一步調(diào)整超前環(huán)節(jié)的參數(shù)。（4）移動(dòng)補(bǔ)償器的零極點(diǎn)為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，將超前網(wǎng)絡(luò)的零點(diǎn)移動(dòng)到靠近電機(jī)原來最左邊的極點(diǎn)位置，接下來將超前網(wǎng)
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