機械工程控制基礎(chǔ)第六章系統(tǒng)校正(編輯修改稿)
2025-03-02 01:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 從 Bode圖可知，校正前系統(tǒng)的相位裕度為 ，增益裕度大于 10dB，故系統(tǒng)是穩(wěn)定的。但因相位裕度小于 ，相對穩(wěn)定性不符合要求。采用超前環(huán)節(jié)校正。機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院 采用 Bode圖進行相位超前校正超前校正環(huán)節(jié)的 零點轉(zhuǎn)角頻率 極點轉(zhuǎn)角頻率這是超前校正環(huán)節(jié)在 點上造成的對數(shù)幅頻特性的上移量。從 Bode圖上找到 ,這一頻率就是校正后系統(tǒng)的剪切頻率 。機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院為了補償超前校正環(huán)節(jié)造成的幅值衰減 ,原開環(huán)增益要增大到 倍 ,使 , 故故校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為相位校正環(huán)節(jié)的頻率特性為機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院右圖為校正后的 Bode圖 .校正后系統(tǒng)的帶寬增加 ,相位裕度從 增加到 .小結(jié) 串聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)的效果 ：（ 1） 增大了相位裕度，加大了帶寬，即提高了系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性；（ 2）提高交越頻率，加快了系統(tǒng)響應(yīng)速度，使過渡過程得到顯著改善。 （ 3）高頻段增益提高，抗測量噪聲能力變差。由于系統(tǒng)的增益和型次都未變，穩(wěn)態(tài)精度提高很少。機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院 相位滯后校正1 相位滯后校正原理及其頻率特性由電阻電容組成的相位滯后校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為式中當 s很小 時 , 不起校正作用當 s較大 時 , 比例 +積分 +一階微分當 s很大 時 , 比例環(huán)節(jié)機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院 相位滯后校正此滯后校正環(huán)節(jié)的頻率特性為相頻特性為即相位滯后 ,其幅頻特性為當 時 , 當 時 ,此滯后校正環(huán)節(jié)是一個低通濾波器。當 增益全部下降 ,而相位增加不大。只要增加低頻段的增益 ,可減少系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院 相位滯后環(huán)節(jié)校正的機理 并不是相位滯后 ,而是使得大于 1/T的高頻段內(nèi)的增益 全部 下降 ,并且保證在這個頻段內(nèi)的 相位變化很小 .因此 , 和 要選得盡可能大 . 相位滯后校正機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院給定的穩(wěn)態(tài)性能指標 :單位恒速輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差 。頻域性能指標 :相位裕度 ,增益裕度 .2 采用 Bode圖進行相位滯后校正[例 ] 設(shè)一單位反饋控制系統(tǒng) ,其開環(huán)傳遞函數(shù)為[解 ] 根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能指標確定開環(huán)增益 K. 對于 Ⅰ 型系統(tǒng) 機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院選取 零點剪切頻率由右圖可知 ,原系統(tǒng)的相位裕度為 ,增益裕度為 ,系統(tǒng)是不穩(wěn)定的 .設(shè)計裕度 T=10s要使 成為已校正的系統(tǒng)的剪切頻率 ,就需要將該點在原對數(shù)幅頻特性點移動 20dB.機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院故在剪切頻率上 ,相位滯后環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線分貝值應(yīng)為當 時 ,有極點轉(zhuǎn)角頻率相位滯后校正環(huán)節(jié) 的頻率特性為已校正的系統(tǒng) 的開環(huán)傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的響應(yīng)速度降低 .機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院式中 ～ 用于補償滯后環(huán)節(jié)的滯后相角。 串聯(lián)滯后（及 PI）校正的效果● 增加相位裕度，提高系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性● 抬高低頻段分貝數(shù)，減少穩(wěn)態(tài)誤差● 系統(tǒng)帶寬降低，系統(tǒng)快速性能受限注 ：確定校正后系統(tǒng)的穿越頻率 時，確定校正環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率應(yīng)考慮其相位滯后的影響，條件為∠機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正中南大學(xué)機電工程學(xué)院( 取 ) 相位滯后 超前校正超前校正 的作用 :提高系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性和響應(yīng)快速性滯后校正 的作用 :在基本上不影響原有動態(tài)性能的前提下 ,提高 系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù) ,從而顯著改善動態(tài)性能滯后 超前 校正環(huán)節(jié) :同時改善系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能1 相位滯后 超前校正原理及其頻率特性式中 , 機械工程控制基礎(chǔ) 第六章 系統(tǒng)的性能指標與校正
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