自动控制原理系统校正

《自动控制原理系统校正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一、性能指标时域性能指标上升时间调整时间超调量位置误差系数速度误差系数加速度误差系数频域性能指标谐振峰值谐振频率频带宽度增益交界频率第六章线性系统的校正方法第一节系统的设计与校正问题二、设计方法设计方法时域特性设计法根轨迹特性设计法频率特性设计法要求系统稳定，则系统的全部闭环极点位于复平面的左半平面要求系统快速性，则闭环极点应远离虚轴要求系统的超调小且快速性好，则应使复极点位于线上修改参数使根位于理想区域频率特性设计法低频段—位置较高、斜率较大—稳态精度高中频段—以20dB/dec穿越0dB线，并占有一定的宽度，增益交接频率不能

2、小于某值，保证系统的调整时间小于某值高频段—斜率要大—系统的抗高频干扰能力强闭环极点的期望区域dB低中频段高频段期望的开环对数频率特性规律三、校正1、校正的目的1）系统的设计过程给定性能指标设计每一环节构成整个系统满足性能指标Y设计结束N调整系统特性、参数满足性能指标Y加入校正环节满足性能指标N2）举例说明某单位反馈系统的开环传函为当单位斜坡输入信号作用于该控制系统时，要求系统的稳态误差不超过1%，同时希望系统的相角裕度。解：程序：den=1;num=conv([10],conv([11],[180]));sys=tf(den,

3、num)rlocus(sys)rltool(sys)进行根轨迹分析可知当系统进入不稳定区域如何解决？加入校正装置2、校正方式1）串联校正2）并联校正3）反馈校正--+--校正环节校正环节校正环节4）前置校正-校正环节5）干扰补偿校正+-校正环节第三节串联校正1、相位超前校正Cu2R1R2u11）相位超前校正装置原理图2)装置传函其中3）装置的频率特性（1）相频特性即：装置为一相位超前装置（2）幅频特性即：相当于在前向通道中加入了一衰减器此时系统的稳态误差增加（3）解决方案：前向通道中加入一放大器（4）补偿后的频率特性方程（5）补

4、偿后校正装置的波德图mw)(Lww+20T1-Ta1-w)(wFmFTa1校正后使为系统的剪切频率使校正后的系统获得最大的相角稳定裕度使校正后系统的（6）相位超前校正装置的应用某单位反馈系统的开环传函为若要求系统的静态速度误差系数，相角稳定裕度，幅值裕度，试设计系统的RC相位超前校正装置。解：1、根据稳态误差系数确定开环增益K=1002、绘制系统的波德图，并计算系统的相角，幅值稳定裕度程序：den=100;num=conv([10],[0.11]);sys=tf(den,num)bode(sys)[Gm,Pm,Wg,Wc]=ma

5、rgin(sys)3、MATLAB命令窗口：[Gm,Pm,Wg,Wc]=[inf，18，inf，30.8](4)仿真图(5)（6）如何提高系统的相角裕度？加入RC相位超前校正装置使mw)(Lww+20T1-Ta1-w)(wFmFTa1高通滤波器可知当时，超前校正装置的幅值为：（7）如何得到最佳的相位超前效果？（8）如何做到（9）取此时的为绿色为校正装置蓝色为原系统红色为校正后系统（10）超前校正装置的传函（11）研究已校正的波德图，检查各项性能指标是否满足要求如不满足重新选择，重复（6）~（10）步骤。2、相位滞后校正1）相位滞

6、后校正装置原理图u2CR1R2u12)装置传函其中3）装置的频率特性（1）相频特性即：装置为一相位滞后装置（2）幅频特性此时系统的稳态误差不变（3）校正装置的波德图低通滤波器避免与校正后的靠近方法使校正装置的第二个转折频率<<一般取（4）相位滞后校正装置的应用主要作用：1、减小原系统高频部分的幅值2、减小波德图的增益交界频率3、使新的增益交界频率处的相频曲线基本不变提高系统的平稳性（5）具体实例设一单位反馈系统的开环传递函数为要求：（1）（2）相角裕度。试设计RC相位滞后校正装置解：(1)、根据稳态误差系数确定开环增益K(2)、

7、绘制系统的波德图，并计算系统的相角，幅值稳定裕度程序：den=30;num=conv([10],conv([0.11],[0.21]));sys=tf(den,num)bode(sys)可知系统不稳(3)、系统不稳，如何校正？分析：由于在处，相位变化的范围大，不宜采用超前相位校正，应校正使系统的减小？原因：低频处的相位变化范围小，且相位增加方法：加入滞后校正装置(4)、图形分析：红色为校正装置蓝色为原系统绿色为校正后系统(5)、校正装置传函的确定取：取:又因为:查表可知:校正后装置的传函:三、滞后-超前校正1）特征：响应速度快，

8、超调小，抑制高频干扰性能好2）校正装置原理图：C1u2R1u1C2R23）传函：领先滞后4）校正装置的波德图滞后超前四、PID校正PI校正装置PID校正装置PD校正装置第四节反馈校正1、特征校正装置把高能部分的能量反馈到低能部分，反馈中不需放大器非电量的系统中，