[工學(xué)]經(jīng)典控制理論——第六章-文庫吧資料
2025-01-25 12:20本頁面
【正文】 ( ) 2 1KT s T s?? ??閉環(huán)傳遞函數(shù) 2222111221111hhhhKTTT s T s KssKK?????? ? ?????hKK ?? 1 139。 2 2 39。 hB KsGsGsG)(1)()(00??39。 比例負(fù)反饋校正 反饋校正方框圖 如果局部反饋回路為一比例環(huán)節(jié) ， 稱為比例反饋校正 。第一，反饋校正能有效地改變被包圍環(huán)節(jié)的動態(tài)結(jié)構(gòu)和參數(shù)；第二，在一定條件下，反饋校正裝置的特性可以完全取代被包圍環(huán)節(jié)的特性，從而可大大消弱這部分環(huán)節(jié)由于特性參數(shù)變化及各種干擾帶給系統(tǒng)的不利影響。 反饋校正的基本原理是：用反饋校正裝置包圍待校正系統(tǒng)中對系統(tǒng)動態(tài)性能改善有重大妨礙作用的某些環(huán)節(jié)，形成一個(gè)局部反饋回路（內(nèi)回路，或稱副回路），在局部反饋回路的開環(huán)幅值遠(yuǎn)大于 1的條件下，局部反饋回路的的特性主要取決于反饋校正裝置，而與被校正裝置包圍部分無關(guān)；適當(dāng)選擇反饋校正裝置的形式和參數(shù)，可以使已校正系統(tǒng)的性能滿足給定指標(biāo)的要求。反饋校正是采用局部反饋包圍系統(tǒng)前向通道中的一部分環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)校正，其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。66 反饋校正 在控制工程實(shí)踐中，為改善控制系統(tǒng)的性能，除可選用前述的串聯(lián)校正方式外，也常常采用反饋校正方式。 要 求所 以 。 由1可 算 出此 時(shí) ， 滯 后 超 前 校 正 網(wǎng) 絡(luò) 的 頻 率 特 性 為? ? ? ?? ? ? ? 180 1501 1 16 10050180 906 100 1752acoaaoo c c c caaoaaabjG j G jj j jjarc t g arc t g arc t g arc t garc t g arc t gr????? ? ????? ? ? ??????????????????? ? ?????? ? ? ? ? ?? ? ???相 應(yīng) 的 已 校 正 系 統(tǒng) 的 頻 率 特 性根 據(jù) 上 式 ， 利 用 相 角 裕 度 指 標(biāo) 要 求 ， 可 以 確 定 校 正 網(wǎng) 絡(luò) 參 數(shù)。 39。 ? ?39。 4) 動態(tài)過程調(diào)節(jié)時(shí)間 ts不超過 3秒。 3o。a?例 設(shè)未校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下， 試設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)使： 1） 在最大指令速度為 180o/s時(shí)，位置遲后誤差不超過 1o。 20 l gc b cb c b cbcLTT L T? ? ??????? ? ? ???式 中 ， 可 由 待 校 正 系 統(tǒng)對 數(shù) 幅 頻 特 性 的 20dB/dec 延 長 線 在 處 的 數(shù) 值 確 定 。 39。 6. 驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。c? ?h4. 根據(jù)響應(yīng)速度的要求，選擇系統(tǒng)的截止頻率 和校正網(wǎng)絡(luò)的衰減因子 。 的這種選法可以降低已校正系統(tǒng)的階次，且保持中頻區(qū)斜率為期望的 20dB/dec，并占據(jù)較寬頻帶。 2. 利用已確定的開環(huán)增益，畫出待校正系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性，確定出截止頻率 和相角裕度 和幅值裕度 。 串聯(lián)滯后 超前校正 兼有超前和滯后的優(yōu)點(diǎn)，使已校正系統(tǒng)的響應(yīng)較快，超調(diào)量較小，抑制高頻噪聲性能也好。 3. 對于同一系統(tǒng)，采用超前校正的系統(tǒng)帶寬大于采用滯后校正的系統(tǒng)帶寬。 9 0 0 . 1 0 . 21 8 0 4 6 . 5 5 . 2 4 1 . 3oc c co o o oc c c ca r c t g a r c t g? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ???? ?? ???串聯(lián)超前校正和串聯(lián)滯后校正的不同處： 1. 超前校正是利用超前網(wǎng)絡(luò)的相角超前特性，而滯后校正是利用滯后網(wǎng)絡(luò)的高頻幅值衰減特性。 ? ? ? ? ? ? a r c ta n a r c ta n 5 .2 oc c c cb T T? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 39。由公式 于是 滿足指標(biāo)要求。 39。也 可 以 由 得在 上 圖 中 查 得 。 根 據(jù) 要 求 和可 知 ， 。由于 ? ?? ?? ? ? ?10l i m 30 s301 1 vsK s G s KGss s s?? ? ????故 待 校 正 系 統(tǒng) 傳 函畫 出 待 校 正 系 統(tǒng) 的 對 數(shù) 幅 頻 特 性 ， 確 定 截 止 頻 率 、相 角 裕 度 和 幅 值 裕 度 。 ? ?39。 39。 考慮滯后網(wǎng)絡(luò)在新的截止頻率 會產(chǎn)生一定的相角滯后 ，因此下式成立 : 為指標(biāo)要求值， 在確定 前可取 。 3. 選擇不同的 ，計(jì)算或查出不同的 值，并在波德圖上繪出 曲線。單位反饋?zhàn)钚∠辔幌到y(tǒng)，頻域法設(shè)計(jì)步驟： 1. 根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開環(huán)增益 K。 上面情況，可采用一個(gè)滯后網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串聯(lián)滯后校正，或測速反饋校正。 ? ?L ? /c r ad s? ?? ??? ?1a r c sin1maa????? ?0 0 03 6 .9 ,4 9 .7 4 5mmc?? ? ? ??? ? ? ?故 已 校 正 系 統(tǒng) 的 相 角 裕 度 有些情況下串聯(lián)超前校正不適合： 1. 閉環(huán)帶寬要求。 6dBcL ? ??已校正系統(tǒng)的頻率特性 如圖所示 。超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)確認(rèn)后，已校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 r a d/smc????4 , saT?? 。 018 0 90 17 .9carc tg??? ? ? ??下面計(jì)算超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。 39。相角裕度小的原因，是因?yàn)榇Ｕ到y(tǒng)的對數(shù)幅頻特性中頻區(qū)的斜率為 40dB/dec。 ?1a r c sin1maa????m? c? c?? ?c??? ? cm? ? ? ???? m?)1s(sk+例。已知 a值由公式 求得 ，再由已知的 算出待校正系統(tǒng)在 時(shí)的相角裕度 。 c?cm???cm???? ? ? ?39。 在本步驟中 ， 關(guān)鍵是選擇最大超前角頻率等于系統(tǒng)的截止頻率 ， 即 ， 以保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度 ， 充分利用網(wǎng)絡(luò)相角超前特性 。因此，校正時(shí)應(yīng)使校
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