【正文】 0 Im Re 1 20 50 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 121 1 10 100 0db L(ω)/db ω 1 2 0 2 3 。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 119 四、已知一最小相位系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖所示 試寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)； 試計算系統(tǒng)修正前后的幅值裕度。 試說明所用串聯(lián)校正環(huán)節(jié)的特點，并寫出該環(huán)節(jié)的 傳遞函數(shù)； 試確定校正后系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時的開環(huán)放大系數(shù)； 當開環(huán)放大系數(shù)為 1試，求校正后系統(tǒng)的相位裕量。 試寫出串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)； 試求串聯(lián)校正后系統(tǒng)的幅值裕量，確定使閉環(huán)系 統(tǒng)穩(wěn)定時的開環(huán)放大系數(shù) K的取值范圍。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 111 小 結 總之，控制系統(tǒng)的校正及綜合是具有一定創(chuàng)造性的工作，對控制方法和校正裝置的選擇，不應局限于課本中的知識，要在實踐中不斷積累和創(chuàng)新。 4. 前饋校正是一種利用擾動或輸入進行補償?shù)霓k法來提高系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài) 性能。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 110 小 結 3. 并聯(lián)校正是另外一種常用的校正方法，它除了可獲得與串聯(lián)校正相似的效果外，還可改變被其包圍的被控對象的特性，特別是在一定程度上抵消了參數(shù)波動對系統(tǒng)的影響。掌握好必要的理論方法，積累更多的經驗，將有助于知識在生產實踐中的轉化。 5??2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 109 小 結 1. 控制系統(tǒng)的校正是古典控制論中最接近生產實際的內容之一。 串聯(lián)校正前 串聯(lián)校正后 ? ?2 20 5110Wsss?????????? ?220 1 158 101 1 11. 6 50 10ssWss s ss? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ??? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 105 加入前饋校正后的系統(tǒng)結構圖如下： ? ?1Ws? ?2Ws2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 106 前饋校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為： ? ? 211051100cssWss???????????????：實 際 選 擇? ? ? ?211 105cssWsWs?????????：理 論 上 選 擇（ 2）確定前饋校正裝置 ? ?cWs2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 107 （ 3）校驗： 5??由 可得 ? ? ? ?? ? ? ?1211rE s X s W s W s????????? ? ? ? 71 521 ?? ???? jWjW? ? ? ? ? ?1 0 .1 47rrE j X j X j? ? ???故在 的穩(wěn)態(tài)誤差近似為 14％，不滿足指標要求。vK ?? ? 45c?? ??c?? ?5??2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 104 解： （ 1） 確定 串聯(lián) 校正裝置使之盡量滿足除穩(wěn)態(tài)誤差外的所有其余指標。 2. 按輸入補償 復合控制： ? ?bcWs閉環(huán)傳函： ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?121211 bcB W s W s W sCsWs R s W s W s?? ? ??全補償條件 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 2 2 2 11bcW s W s W s W s W s W s? ? ?? ? ? ?21bcW s W s?2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 103 例 66 設控制對象的傳遞函數(shù)為 設計校正裝置，要求滿足下列指標： ? ?2 5110Ws ss????????(1) (2)當 時，系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性不應有斜率超過 40dB／十倍頻的線段； (3)在 的頻率范圍內，穩(wěn)態(tài)誤差小于 2％； (4) (5) 如需要前饋校正時，要接在控制對象的輸入端。 ? ?1Ws? ?nWs（ 3） 的具體實現(xiàn)上也會發(fā)生困難。 前饋校正 反饋校正只改變系統(tǒng)中頻段特性，不改變低、高頻 段特性 前饋控制＋反饋控制 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 99 ? 按擾動補償 ? 按輸入補償 復合控制分成兩類： 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 100 理想情況：希望 的引入 使擾動 不影響輸出。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 97 ?考慮到小閉環(huán)的穩(wěn)定性，一般被反饋校正所包圍部分的階次最好不超過二階，以免小閉環(huán)產生不穩(wěn)定。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 90 例 65 設系統(tǒng)方塊圖如下圖所示， 要求設計校正裝置 使系統(tǒng)達到如下指標： （ 1）穩(wěn)態(tài)位置誤差等于零； （ 2）穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù) ； （ 3）相位裕量 。 ()Hj? 1()Hj?? ?Hs2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 83 （ c） 的 Bode圖 1 ( ) ( )W s H s? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?12111 0 0 0 .2 5( ) ( )1 / 4 1 / 1 6 ( 1 / 0 .8 )25 =( 1 / 0 .8 ) 1 / 4 1 / 1 6W H HsW s H ss s s sss s sL L L? ? ???? ? ?? ? ???2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 84 1 10 100 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω +2 A 1 60db 80db 4 16 （ c） 的 Bode圖 1 ( ) ( )W s H s圖形疊加！ 方法有 2 ? ?1Ws? ?Hs1 3 +1 +1 2 ωi ωj ? ? ? ?1W s H s2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 85 ? ? ? ? ? ?1, 1ji W j H j? ? ? ? ? ?? ? ? ?1 當 時 ，? ? ? ?1KW s W s? ?? ? ? ? ? ?1 1ij W j H j? ? ? ? ???2 當 時 ，（ d） 等效的對數(shù)頻率特性 ? ? ? ?1/KW s H s? ?反饋校正不起作用 反饋校正起作用 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 86 1 10 100 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω +2 1 60db 80db 4 16 ? ?1Ws? ?Hs3 +1 ωi ωj ? ?1Hs? ?KWS?2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 87 作用 : 相當于 加了一個滯后超前校正改善系統(tǒng)暫態(tài)（中頻）特性。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 78 例 64 對象傳遞函數(shù) 式中 ，采用反饋校正裝置，其傳遞函數(shù)為 式中： 試分析反饋校正裝置的作用，繪出校正后等效開環(huán)對數(shù)頻率特性，并求出等效開環(huán)傳遞函數(shù)。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 74 a、負反饋可以減弱參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響； ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?C s R s W sd C s R s d W s??? ?? ?? ?? ?sWsdWsCsdC ?相對值 ? ? ? ?? ? ? ?sRsW sWsC ?? 1? ? ? ?? ?? ? ? ?sRsWsdWsdC21 ??? ?? ? ? ?? ?? ?sWsdWsWsCsdC ??? 112020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 75 可以消除或削弱系統(tǒng)不可變部分中的不希望 有的特性。 hKK結論 : 正反饋可以提高系統(tǒng)的放大倍數(shù)。 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 72 2. 正反饋 校正后 ? ?? ? hKKKsRsC?? 1當 趨于 1時，校正后系統(tǒng)的放大倍數(shù)將遠大于原來的值。 系統(tǒng)放大倍數(shù)同時減小，這就是平常所說的 以犧牲放大倍數(shù)來換取動態(tài)性能的改善。這是在反饋校正中常用的一種方法。c 1000 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω 1 ? ? ? ? ? ?100/ 1 0 1 1 0 0 1kWs s s s? ??A 2 3 377 ? ? 32141111cssWsss?????????? ????? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?ω1 ω2 ω3 ω4 環(huán)節(jié)串聯(lián)，對數(shù)特性疊加！ 2020/9/16 第六章控制系統(tǒng)的校正與綜合 60 中頻段選擇 2/1/2特性，具有如下特性： ? ? 21001ccccA???????? ???＝ 1 （ 4 ）24??，確 定? ?12cc? ? ? ? ?? 。 校正后應以－ 1斜率穿越零分貝線， 太小，會 進入禁區(qū)；太大，中頻段太窄，因此選 1 1? ?? ?? ? ? ?32411100/ 10 1 10 0 11 11kssWsss s s s????????? ????? ? ? ????? ? ? ? ?? ??? ???? ??1?3 10? ? 。 ：諧 波 sin 輸 入 時 ， 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 為ω t ? ? ? ? ? ? ? ? 221 s in1 rKE S X S L tW S s ?? ?? ? ????