自动控制原理 教学课件 作者 周武能 第6章.ppt

《自动控制原理 教学课件 作者 周武能 第6章.ppt》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、第六章控制系统的校正校正网络在系统中的连接方式串联校正反馈校正校正方法基于根轨迹图基于对数坐标图16.2串联超前校正超前校正网络26.2串联超前校正（续）6.2.1超前校正网络（续）的伯德图36.2串联超前校正（续）6.2.1超前校正网络（续）46.2串联超前校正（续）6.2.2基于根轨迹图的超前校正基本原理设计步骤1)根据时域性能指标确定闭环主导极点2)画校正前系统根轨迹3)根据相角条件求得相位超前角，确定超前校正网络的零、极点。4)根据幅值条件确定校正后系统在闭环主导极点处的增益和稳态误差系数5)验证，重复步骤3)56.2串联超前校正（续）6

2、.2.2基于根轨迹图的超前校正（续）例6-1已知单位反馈控制系统如图6-2a)所示，其未校正系统开环传递函数为试设计超前校正网络，使校正后系统满足以下指标：1）系统的速度误差系数大于20。2）对单位阶跃输入，超调量为，调节时间()。解：1）根据二阶系统的时域性能指标求得闭环系统期望主导极点：2）对校正前系统进行分析。3）确定超前校正网络的零点：4）根据相角条件确定超前校正网络的极点：66.2串联超前校正（续）6.2.2基于根轨迹图的超前校正（续）例6-1（续）解：5）根据幅值条件得到校正后系统的增益：求得传递函数为：6）校正后系统速度误差系数不符

3、合要求，重新设计。76.2串联超前校正（续）6.2.2基于根轨迹图的超前校正（续）例6-1（续）86.2串联超前校正（续）6.2.3基于对数坐标图的超前校正基本原理设计步骤：1）绘制满足稳态误差要求的开环系统伯德图，求出未校正系统的相位裕量。2）增加一些安全裕量，确定需要附加的超前相角。3）估计值。4）找到校正后系统的幅值穿越频率。5）计算超前校正网络的零、极点。6）插入一个增益为的放大器。7）绘制校正后系统的伯德图，验证，重复步骤2）96.2串联超前校正（续）6.2.3基于对数坐标图的超前校正（续）例6-2已知单位反馈控制系统如图6-2a)所示

4、，其未校正系统开环传递函数为试设计超前校正网络，使校正后系统满足以下指标：1）系统的稳态误差等于斜坡输入幅值的5%；2）相位裕量大于等于45o。解：1）根据速度误差系数定义求得；绘制校正前系统的伯德图；计算相位裕量：2）考虑安全裕量，计算附加的相位超前量为106.2串联超前校正（续）6.2.3基于对数坐标图的超前校正（续）例6-2（续）解：3）计算校正网络的值：4）确定校正后系统的幅值穿越频率：5）求校正网络的零极点为校正网络的传递函数为6）放大增益后，校正后系统开环传递函数为116.2串联超前校正（续）6.2.3基于对数坐标图的超前校正（续）例

5、6-2（续）解：7）绘制校正后系统伯德图，验证，重复设计。126.2串联超前校正（续）6.2.3基于对数坐标图的超前校正（续）总结：串联超前校正的特点136.3串联滞后校正6.3.1滞后校正网络146.3串联滞后校正（续）6.3.1滞后校正网络（续）156.3串联滞后校正（续）6.3.2基于根轨迹图的滞后校正基本原理滞后校正网络零极点的确定166.3串联滞后校正（续）6.3.2基于根轨迹图的滞后校正（续）设计步骤：1）绘制校正前系统根轨迹图。2）根据动态性能指标，确定闭环主导极点位置。3）计算在主导极点处的开环增益。4）确定滞后校正网络值。5）选

6、择校正网络的零极点：6）验证，重复设计。176.3串联滞后校正（续）6.3.2基于根轨迹图的滞后校正（续）例6-3考虑如下为校正系统，其开环传递函数为用根轨迹法设计滞后校正网络，使校正后系统满足如下指标：1）速度误差系数为20；2）阻尼系数为0.707。解：1）绘制未校正系统根轨迹。2）在图上求得主导极点：3）根据幅值条件，确定为校正系统在主导极点处的速度误差系数。4）计算校正网络的值:5）考虑少量安全裕量，选取186.3串联滞后校正（续）6.3.2基于根轨迹图的滞后校正（续）例6-3（续）解：5）得到校正后系统传递函数：6）绘制校正后的根轨迹图

7、。196.3串联滞后校正（续）6.3.3基于对数坐标图的滞后校正基本原理设计步骤：1）根据满足系统稳态误差要求的增益，绘制未校正系统伯德图。2）计算相位裕量。3）选择校正后系统的幅值穿越频率：4）确定校正网络的零点：5）确定校正网络的值：6）计算校正网络的极点：7）绘制校正后系统伯德图，验证，重复步骤2）。206.3串联滞后校正（续）6.3.3基于对数坐标图的滞后校正（续）例6-4考虑如下为校正系统，其开环传递函数为基于对数坐标图设计滞后校正网络，使校正后系统满足如下指标：1）速度误差系数为20；2）相位裕量至少为65o。解：1）由速度误差系数要

8、求，求得，绘制未校正系统根轨迹。2）确定校正后系统的幅值穿越频率：3）确定校正网络零点：4）确定:216.3串联滞后校正（续）6.3.3