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动态校正_PPT课件动态校正——PI调节器的设计
1. 概述
在设计闭环调速系统时,常常会遇到动态稳定性与稳态性能指标发生矛盾的情况,这时,必须设计合适的动态校正装置,用来改造系统,使它同时满足动态稳定和稳态指标两方面的要求。
2. 动态校正的方法
串联校正;
并联校正;
反馈校正。
而且对于一个系统来说,能够符合要求的校正方案也不是唯一的。
在电力拖动自动控制系统中,最常用的是串联校正和反馈校正。串联校正比较简单,也容易实现。
串联校正方法:
无源网络校正——RC网络;
有源网络校正——PID调节器。
对于带电力电子变换器的直流闭环调速系统,由于其传递函数的阶次较低,一般采用PID调节器的串联校正方案就能完成动态校正的任务。
PID调节器的类型:
比例微分(PD)
比例积分(PI)
比例积分微分(PID)
 PID调节器的功能
由PD调节器构成的超前校正,可提高系统的稳定裕度,并获得足够的快速性,但稳态精度可能受到影响;
由PI调节器构成的滞后校正,可以保证稳态精度,却是以对快速性的限制来换取系统稳定的;
用PID调节器实现的滞后—超前校正则兼有二者的优点,可以全面提高系统的控制性能,但具体实现与调试要复杂一些。
在定性地分析闭环系统性能时,通常将伯德图分成低、中、高三个频段,频段的分割界限是大致的,不同文献上的分割方法也不尽相同,这并不影响对系统性能的定性分析。下图绘出了自动控制系统的典型伯德图。
典型伯德图
从图中三个频段的特征可以判断系统的性能,这些特征包括以下四个方面:
0
L/dB
c
/s -1
-20dB/dec
低频段
中频段
高频段
图1 典型的控制系统伯德图
伯德图与系统性能的关系
中频段以-20dB/dec的斜率穿越0dB,而且这一斜率覆盖足够的频带宽度,则系统的稳定性好;
截止频率(或称剪切频率)越高,则系统的快速性越好;
低频段的斜率陡、增益高,说明系统的稳态精度高;
高频段衰减越快,即高频特性负分贝值越低,说明系统抗高频噪声干扰的能力越强。