[工程科技]自動(dòng)控制原理第六章線性系統(tǒng)的校正方法(參考版)
2025-01-22 13:02本頁面
【正文】 ( ) 1Gj? ??( ) ( )( ) ( )( ) 1 ( )C j G jj G jR j G j????? ? ? ??二、閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo) 閉環(huán)系統(tǒng)頻域性能指標(biāo) d B0 3B W2 0 l g Mr()()CjRj???r? b?。 ? 在恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)中 ， 為抑制擾動(dòng)常采用這種控制 。 ? 當(dāng)擾動(dòng)產(chǎn)生的不利影響還沒有在輸出端測(cè)量出來（ 尤其對(duì)具有較大時(shí)滯的控制對(duì)象 ） ， 還沒有通過反饋通道產(chǎn)生校正作用時(shí) ， 對(duì)擾動(dòng)的補(bǔ)償已經(jīng)通過前饋通道產(chǎn)生了 。 前饋控制裝置的傳遞函數(shù)是 Fn(s)。因此 ， 前饋控制通常 不單獨(dú)使用 ， 而與反饋控制結(jié)合使用 。 ? 在要求輸出量能快速跟蹤輸入量的 隨動(dòng)系統(tǒng) 中 ， 普遍采用前饋控制方式 。 ? 不需等輸出量發(fā)生變化并形成偏差控制信號(hào) ， 而在控制作用施加于系統(tǒng)的同時(shí) ， 前饋控制就產(chǎn)生了 。 反饋與給定輸入前饋復(fù)合校正 按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng) +++()Rs ()Cs1()Gs2()Gs()rFs特點(diǎn)： 除了原有的反饋控制外 ， 給定的參考輸入R(s) 還通過前饋 （ 補(bǔ)償 ） 裝置 Fr(s) 對(duì)系統(tǒng)輸出 C(s) 進(jìn)行開環(huán)控制 。 把復(fù)合控制的思想用于系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，就是所謂 復(fù)合校正 。 二 、 復(fù)合校正 引入復(fù)合校正的原因 ? 設(shè)計(jì)反饋控制系統(tǒng)的校正裝置時(shí) ， 經(jīng)常遇到穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能難于兼顧的情況 ， 如 ? 穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)定性對(duì)系統(tǒng)的開環(huán)增益 K， 或是串聯(lián)積分環(huán)節(jié)的要求 ? 快速性和抑制高頻擾動(dòng)對(duì)頻帶的要求 ? 如果在系統(tǒng)反饋控制回路中加入前饋通路 ， 組成一個(gè) 前饋控制和反饋控制相結(jié)合的系統(tǒng) ， 只要參數(shù)選擇得當(dāng) ， 不但可保持系統(tǒng)穩(wěn)定 ， 極大減小乃至消除穩(wěn)態(tài)誤差 ， 而且可以抑制幾乎所有的可量測(cè)擾動(dòng) 。 圖中被局部反饋包圍部分的傳遞函數(shù)是 ? 局部閉環(huán)的開環(huán)增益為 ? 即 ， 局部開環(huán)增益很小時(shí) ， 局部反饋不起作用；增益很大時(shí) ， 其傳遞函數(shù)為反饋傳函倒數(shù) ， 與固有部分無關(guān) 。 ? PID校正作用相當(dāng)于滯后－超前校正 。 但 T值不宜選取過大 ， 只要滿足要求即可 ， 以免校正網(wǎng)絡(luò)中電容太大 ， 難以實(shí)現(xiàn) 。 22180 90 a r c tg a r c tg 77cc? ? ?? ? ? ? ? ?22a r c tg a r c tg 5 42. 53 40cc??? ? ? ? ? ?22a r c tg a r c tg 77 ??? ? ? ?15? ?? 頻率特性法設(shè)計(jì)串聯(lián)滯后校正裝置的步驟 ? (1) 根據(jù)給定穩(wěn)態(tài)性能要求確定系統(tǒng)的開環(huán)增益； ? (2)繪制未校正系統(tǒng)在已經(jīng)確定的開環(huán)增益下的 Bode圖 ， 并求出其相角裕度 ? 0 ； ? (3)求出未校正系統(tǒng) Bode圖上相角裕度為 處的頻率 ?c2， 其中 ? 是要求的相角裕度 ， 而 則是為補(bǔ)償遲后校正裝置在 ?c2處的相角遲后 。 ? 由于未校正系統(tǒng)增益在 時(shí)為 201g5， 故有 可選 b＝ 10。 0 1 1180 90 a r c tg a r c tg 5cc? ? ?? ? ? ? ? ?90 a r c t g 2. 24 a r c t g 0. 56 5. 19? ? ? ? ? ? ?2 40 15 55? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2180 90 a r c tg a r c tg 5 55cc? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?12 sc? ??? 由于這個(gè)值符合剪切頻率要求 ， 故可選為校正后系統(tǒng)的剪切頻率 。 ? 由于在 處 ， 系統(tǒng)的開環(huán)增益為 201g5dB，而穿過剪切頻率 ?c1的系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線的斜率為 40dB/dec， 所以 10 2 0 l g 5 40l g l g 1c?? ???11 5 2. 24 sc? ???11s? ??01 02 0 1 0 4 0 d B / d e c3 04 0 3 0 2 00 . 0 10 . 0 1 31 0 2 0 d B / d e c 6 0 d B / d e cGcGo2 0 l g 55 0 4 040 . 1GcGo 2 0 l g b d B( )(
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