控制系统环路补偿分析.ppt

第六章控制系统补偿和综合§,得出现有系统的稳定性、稳态特性和暂态性能指标。控制系统的设计:是根据工艺上对被控对象的参数及控制系统的任务和要求,确定控制系统的设计方案和结构,合理选择执行机构、功率放大器、检测元件等组成控制系统。经过安装调试和运行。若不满足要求,必须通过调整系统的参数或增加新的环节使性能得到改善。仅靠调整系统放大系数使系统满足工程上的要求是困难的。在系统原有结构上增加新的环节是改善系统性能的主要手段。控制系统的补偿(或校正):根据工程上对系统的要求,合理地确定校正装置的结构形式和参数的过程称为系统的校正。为改善系统性能所增加的环节称为校正装置。补偿的实质是在原有系统中增加合适的校正装置,引进新的零点、极点以改变原系统的系统Bode图的形状,使其满足系统性能指标要求。常见的补偿方式有:串联补偿、反馈补偿和复合补偿§,而暂态性能差(相角裕量过小,超调量过大,调节时间过长)一般而言,当控制系统的开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时,系统有可能不稳定,或者即使能稳定,其动态性能一般也不会理想。在这种情况下,可在系统的前向通路中增加超前校正装置,以实现在开环增益不变的前题下,系统的动态性能亦能满足设计的要求。一、串联超前补偿1、超前补偿装置2、超前补偿网络的频率特性+20dB/dec3、串联超前补偿设计指标:稳态误差与相角裕度(或截止频率)补偿原则:将超前补偿网络的最大超前角频率wm正好于补偿后系统的截止频率处。已知截止频率要求,进行串联超前校正的一般步骤可归纳为:根据稳态误差的要求,确定开环增益K。根据所确定的开环增益K,画出未校正系统的波特图,关键是选择最大超前角频率等于要求的系统截止频率,即以保证系统的响应速度,并充分利用网络的相角超前特性。显然,成立的条件是a验证已校系统的相角裕度和幅值裕度是否满足要求。若不满足条件,返回,一般使值增大。计算未校正系统的相角裕度根据截止频率的要求,计算超前网络参数a和T;T例1:单位反馈系统的开环传递函数为:设计指标:(1)系统在单位速度输入作用下,稳态误差≤;(2)开环幅值穿越频率ωc≥;(3)相位裕量γ≥45°;(4)幅值裕量Kg≥10dB;试设计无源校正装置,并给出电路。