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用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤.ppt


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用频率法对系统进行串联滞后校正的一般步骤
The user can demonstrate on a projector or computer print the presentation and make it into e used络。显然,校正后系统的截止频率将过大,可能超过25rad/s。利用
还有几个原因:系统带宽过大,造成输出噪声电平过高;
需要附加前置放大器,从而使系统结构复杂化。
分析为何要采用滞后超前校正?
,比要求的指标提高了近10倍。
如果采用串联滞后校正,可以使系统的相角裕度提高到
左右,但是对于该例题要求的高性能系统,会产生严重的缺点。

计算出
响应速度指标不满足。由于滞后校正极大地减小了系统的截止频率,使得系统的响应迟缓。
滞后网络时间常数太大
设计滞后超前校正
上述分析表明,纯超前校正和纯滞后校正都不宜采用。研究图可以发现(步骤的要求,即-20dB/dec 变为-40dB/dec的转折频率作为校正网络超前部分的转折频率

T=2000s,无法实现。
-20dB/dec
-40dB/dec
-60dB/dec
2
6
考虑到中频区斜率为-20dB/dec,故
~6范围内选取。
-20dB/dec的中频区应占据一定宽度,故选
由于
-20dB/dec
-40dB/dec
-60dB/dec
2
6


此时,滞后-超前校正网络的传递函数可写为
a=50
根据相角裕度要求,估算校正网络滞后部分的转折频率

验算精度指标。
满足要求
接上页
-20dB/dec
-40dB/dec
-60dB/dec
2
6

-40dB/dec
-20dB/dec
0dB/dec
-20dB/dec
按期望特性的串联校正


并联校正(反馈校正)
在控制工程实践中,为改善控制系统的性能,除可选用前述的串联校正方式外,也常常采用反馈校正方式。常见的有被控量的速度、加速度反馈、执行机构的输出及其速度的反馈;以及复杂系统的中间变量反馈等。反馈校正是采用局部反馈包围系统前向通道中的一部分环节以实现校正,其结构框图如图所示。

反馈校正系统方框图
从控制的观点来看,采用反馈校正不仅可以得到与串联校正同样的校正效果,而且还有许多串联校正不具备的突出优点。第一,反馈校正能有效地改变被包围环节的动态结构和参数;第二,在一定条件下,反馈校正装置的特性可以完全取代被包围环节的特性,反馈校正系统方框图从而可大大消弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统的不利影响。本节主要讨论比例反馈校正和微分反馈校正的作用及反馈校正的设计方法。
1 比例负反馈校正
反馈校正方框图
如果局部反馈回路为一比例环节,称为比例反馈校正。图为振荡环节被比例负反馈包围的结构图。
闭环传递函数
其中
可以看到,比例负反馈改变了振荡环节的时间常数T、阻尼比ζ和放大系数K的数值,并且均减小了。因此,比例负反馈使得系统频带加宽,瞬态响应加快,但却使得系统控制精度下降,故应给予补偿才可保证系统的精度。这与串联校正中比例控制的作用主要是提高稳态精度是不同的,比例反馈校正的主要作用是改善被包围部分的动态特性。
2 微分负反馈校正
图所示为微分负反馈校正包围振荡环节。
闭环传递函数
其中
表明微分负反馈不改变被包围环节的性质,但由于阻尼比增大,使得系统动态响应超调量减小、振荡次数减小,改善了系统的平稳性和过渡过程时间,从而削弱了阻尼振荡环节的不利影响。
微分反馈是将被包围环节输出量的速度信号反馈至输入端,故常称微分反馈为速度反馈。(若反馈环节的传递函数为 ,则称为加速度反馈)。
3 反馈校正的设计
对于反馈校正系统,被反馈包围部分的传递函数为
整个系统的开环传递函数为
由上式可见,引入局部负反馈后,原系统的开环传递函数G1(s)G2(s)G3(s),降低了1+G2(s)Gc(s)倍。当被包围部分G2(s)内部参数变化或受到作用于G2(s)上的干扰影响时,由于负反馈的作用,将其影响下降1+G2(s)Gc(s)倍,从而得到有效抑制。
如果反馈校正包围的回路稳定(即回路中各环节均是最小相位环节),可以用对数频率特性曲线来分析其性能。可得其频率特性为
若选择结构参数,使
G(jω)可近似为
在这种情况下,G2(jω)部分的特性几乎被反

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  • 时间2022-04-11
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