《频率法校正》PPT课件(I)

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1、校正：采用适当方式，在系统中加入一些参数可调整的装置（校正装置），用以改变系统结构，进一步提高系统的性能，使系统满足指标要求。第六章频率法校正§6.1频率校正法的基本概念一、系统性能指标1.时域指标静态指标：动态指标：2.频域指标开环频域指标闭环频域指标二、对数幅频特性与系统性能关系①如图所示的系统，无差度除数ν=1，开环放大倍数K=10，其稳态误差Kp=∞Kv=10。②为了使系统稳定并有足够的稳定裕度，截止频率ωc处的斜率应为-20dB/dec并有一定的宽度。ωc的数值与时域指标中的ts和tr有关。③高频段特性反映了系统的抗高频干扰能力，这部分特性衰减越快，系

2、统的抗干扰能力越强。上述的结论表明，频率校正的实质就是引入校正装置的特性去改变原系统开环对数幅频特性的形状，使其满足给出的性能指标三、校正方式前置校正——改变输入信号的形式来提高系统性能。串联校正——增设开环零、极点，改善系统性能。干扰补偿校正——改善系统抗干扰性能。反馈校正——改变局部环节特性来提高系统性能。§6.2串联超前校正该系统开环频宽不大，且不稳定或稳定裕度不够——串联超前校正在系统前向通道中串入超前环节（如兰线）可使得中频段变好。原开环+串联环节叠加（紫）该校正以损失高频性能换得系统性能提高[-20][-40]0.10.2121020100微分作用强

3、超前校正环节组成●●[+20]幅频：高频段上升，对抑制系统高频噪声不利相频：在ωc附近产生超前相位的影响RC超前网络其中①调整α可以调节超前网络在中频段的影响程度α＜1不宜小于0.05②由于α＜1→使整个幅频下降→稳态精度下降必须将K增加1/α倍予以补偿。§6.3串联滞后校正该系统开环有足够的频宽，但不稳定或稳定裕度不够——串联滞后校正在系统前向通道中串入滞后环节（如兰线）可使稳定性变好。原开环+串联环节叠加（紫）该校正以损失开环频宽换得系统性能提高滞后校正环节组成积分作用强●●幅频：ωc减小，适合响应速度要求不高的系统高频部分下降，高频抗干扰能力得到提高相频：

4、对ωc附近的相位影响不大。RC滞后网络其中①通常α=10，α愈大，中频及高频段下降愈大②p=1/τ、z=1/ατ要远离ωc点。§6.4相位滞后—超前校正其中§6.5期望串联校正建立一个期望系统模型，与未校正的系统进行比较，得出串联校正环节的方法。1.二阶期望特性开环传递函数闭环传递函数时域性能指标1)静态指标在给定输入作用下：利用计算2)动态指标稳态误差调节时间超调量振荡次数频域性能指标1）开环指标①ωc与ts之间的关系解出②γ与σ%、ζ之间的关系将ωc代入可得又可以看出、只与ζ相关。③开环对数幅频特性的低频段决定了系统的静态指标2）闭环指标峰值频率峰值已知可解

5、出ωb与ωn之间的关系ζ=0.707最佳阻尼情况的指标[例]未校正的开环传递函数为指标要求：用期望法确定串联校正环节的传递函数。[解]1）验算原系统性能指标2）作原系统开环对数渐近幅频曲线●3）确定期望的开环对数渐近幅频曲线低频段：ν=1K=kv=20[-20]2[-40]中频段：按二阶最佳模型设计●2.1●联结段：●4）确定校正环节对数渐近幅频曲线[-40]4.20.21[-20][-20]5)列写校正环节：2.三阶期望特性开环传递函数[-40][-20][-40]对数幅频特性1）按性能指标选择h2）ωi与ωc之间的关系§6.6并联校正(局部反馈校正）利用速度

6、、加速度等反馈信号来改善局部或系统的性能的方法。优点：①可等效地改变局部环节的结构参数；②在一定条件下可完全替代局部环节。1.比例反馈包围积分环节原环节：校正后：环节由原来的积分环节变成惯性环节，降低了系统的无差度，有利于提高系统的稳定性。2.比例反馈包围惯性环节原环节：校正后：其中：结果仍为惯性环节，但时间常数和放大系数均减小了。3.微分反馈包围惯性环节原环节：校正后：其中：结果也为惯性环节，但时间常数增大了。4.微分反馈包围振荡环节原环节：校正后：其中：结果为振荡环节，但阻尼比增大，可减弱小阻尼环节的不利影响。5.利用反馈取代局部环节校正后：s=jω得频率特

7、性当时反馈不起作用当时原环节被反馈替代本校正常用来改造某些不希望的环节，消除或削弱一些不利因数，使系统满足所要求的性能指标。§6.7PID控制器工业控制中常采用由比例（P）、微分（D）、积分（I）单元组合的校正器。①PI校正器其中②PD校正器其中③PID校正器