《滞后校正》PPT课件

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1、第三节滞后校正滞后校正装置的频率特性应用伯德图设计滞后校正装置的方法10/7/20211一、相位滞后校正装置无源滞后校正装置：10/7/20212-+-+当R1C1>R2C2超前校正网络当R1C1

2、正网络的传递函数为它的零点在，极点在。因，所以在复平面上，极点总是在零点的右面。由于极点较零点更接近原点，对输入信号具有明显的积分作用。故相位滞后校正也称为积分校正。jRe0S平面⒈零极点分布图10/7/20214⒉Bode图频率特性的主要特点是：⑴所有频率下相频特性为负值(滞后)，这点对系统的性能无好处，但在实际校正中并不用这个特点⑵当b确定后,在w>1/(bT)后的最大幅值衰减为L=20lgb10/7/20215滞后校正环节的极坐标图如下：图8-1210/7/20216三、基于频率响应法的滞后校正滞后校正的主要作用是在中高频段造成衰减

3、，从而使系统获得足够的相位裕量。考虑如下图所示的系统。假设性能指标是以相位裕量、增益裕量、静态误差系数等形式给出的。-图中，Gc为校正装置，G为对象。利用频率响应法设计滞后校正装置的步骤如下：①求出满足稳态性能指标的开环增益K值；②根据求出的K值，画出校正前的Bode图，确定此时的幅值穿越频率wc1和相位裕量g1；10/7/20217③选择一新的幅值穿越频率点wc2，使得在w=wc2处原系统的相位滞后量为：g0为系统期望的相角裕量。5~12°是相位滞后网络在w=wc2点的引起的相位滞后量。此式实际就是由相角裕量定义式得到④求出校正网络中的

4、b值后，为使校正后系统的幅值穿越频率为wc2，必须把原系统在wc2的幅值L(wc2)衰减到0dB，即当相位滞后校正网络起作用后应使得10/7/20218⑤选择校正网络零点理论上讲，离开wc2越远，相位滞后网络的相位滞后特性对系统的影响越小，所以选得越小越好。但因为当离开wc2一定距离后，减小对wc2点的相位滞后量影响很小，又因为小，则要求T大，给物理实现带来具体困难，所以一般选在wc2的倍频处即可。当确定后，也可确定，于是10/7/20219⑥画出校正后的Bode图，确定此时的幅值穿越频率wc2和相位裕量g2，校验系统的性能指标。一定要校

5、验，不满足重做。⑦求出网络参数。这步在实现中是必不可少的，但电路参数的选择有很多技巧，如不特别申明，可省略不做。10/7/202110[例]已知一单位反馈系统的开环传递函数为。试设计一个相位滞后校正装置满足:⑴相位裕量大于45°；⑵对单位速度函数输入，输出的稳态误差小于或等于0.01rad。[解]：①对Ⅰ型系统ess=R/Kv，现R=1要求，即②画出Kg=1时未校正系统Bode图，确定此时的wc1和g。10/7/202111wc1＝47g1=28°10/7/202112②画出Kg=1时未校正系统Bode图，确定此时的wc1和g。令L(w)

6、=0若按折线计算10/7/202113③选择一新的幅值穿越频率点wc2，使得在w=wc2处原系统的相位滞后量为：④在wc2=21，原系统在wc2的幅值L(wc2)10/7/202114⑤选择校正网络零点⑥画出校正后的Bode图，确定此时的幅值穿越频率wc2和相位裕量g2，校验系统的性能指标。此时10/7/202115wc1＝47g1=28°wc2＝21g1=45.83°10/7/20211610/7/202117校正前闭环极点为s1,2=-12.5±48.4j，z=0.25校正后闭环极点为s1,2=-11.6773±22.6232j,s3

7、=-2.2214,z=-2.1,z=0.45910/7/202118四、相位滞后校正对系统的影响和限制⒈影响：①从Bode图看系统的幅值穿越频率wc减小了，对应wb减小②幅频特性在wc附近的斜率减小了，即曲线平坦了；③改善了系统的相位裕量g和增益裕量Kg，提高了系统的相对稳定性；④减小了系统的最大超调量，但上升时间等增大；⑤对系统的稳态误差没有影响。⒉限制：当系统在低频段相频特性上找不到满足系统相位裕量点时，不能用相位滞后校正。10/7/202119五、相位超前和相位滞后校正小结⒈相位超前校正通过在幅值穿越频率点附近，提供一个相位超前量而

8、使系统的相位裕量满足要求。相位滞后校正通过对中频及高频幅值衰减的特性，使幅值穿越频率向低频方向移动，同时使中频及高频的相位特性基本不变，从而使系统的相位裕量满足要求。⒉相位超前校正由于幅频特性