自动控制理论基础第6章 部分题解.ppt

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1、第6章习题解6-1单位反馈系统原有的开环传递函数G0(s)和两种串联校正装置Gc(s)的对数幅频渐近曲线如图E6.1所示。（1）写出每种方案校正后的开环传递函数；（2）分析各Gc(s)对系统的作用，并比较这两种校正方案的优缺点。图E6.1题6-1图1解：（1）画出校正后系统的开环对数幅频特性如下：(a)(b)[-40][-20][-40][-20][-40][-20]2（2）图(a)为滞后串联校正。由图可见，校正后的系统以[-20]斜率穿过0dB线，从而使系统的相角裕度增大，同时高频衰减快，增强了高频抗干扰能

2、力。但由于校正后系统的开环截止频率’c减小，因而系统的瞬态响应时间增长。图(b)为超前串联校正。由图可见，校正后的系统以[-20]斜率穿过0dB线，从而使系统的相角裕度增大，同时校正后系统的开环截止频率’c增大，因而系统的瞬态响应加快，调节时间减小。但抑制高频干扰能力削弱。36-2单位反馈系统的开环传递函数三种串联校正装置如图所示，均为最小相位环节，问：（1）哪种校正装置使系统稳定性最好？（2）为了将12Hz的正弦噪声削弱10倍，应采用哪种校正？(f=12Hz，=2f75rad/s)题6-2图4解：

3、画出原系统的开环对数幅频特性如下：/s-1L()/dB100.112040-20-4060[-40]1001000[-60]5/s-1L()/dB100.112040-20-4060[-40]1001000[-60][-60][-60][-40][-40]系统仍不稳定(a)图不合适6/s-1L()/dB100.112040-20-4060[-40]1001000[-60]画出串入图(b)校正装置后系统的Bode图7/s-1L()/dB100.112040-20-4060[-40]100100

4、0[-60]240画出串入图(c)校正装置后系统的Bode图最大8(1)综上所述，选图(c)滞后-超前校正网络，校正后系统的相角裕度最大，稳定性最好。(2)为了能使12Hz的正弦噪声削弱10倍，即由图可见，应采用图(c)滞后-超前校正。96-3单位反馈系统的开环传递函数为试设计串联校正装置，使系统满足/s-1L()/dB100.112040-20-4060[-20]1001000[-60]60解：系统为I型系统，其Kv=K，取K=150画出原系统的开环对数幅频特性曲线：[-40]系统不稳定10/s-1L

5、()/dB100.112040-20-4060[-20]1001000[-60]60[-40]系统不稳定则宜采用串联滞后-超前校正。校正过程具体步骤略！116-4单位反馈系统的开环传递函数为若要使系统的幅值裕量试设计串联校正装置。解：可采用滞后校正。参考校正装置为：126-10系统结构图如图E6.4所示。图中Kts和分别是反馈校正装置测速电机和超前网络的传递函数，欲使校正后系统的相角裕度，试求Kt和T的值。图E6.4题6-10结构图Kts解：系统等效开环传递函数为：13146-11要求图E6.5所示系统校正

6、后成为2型系统，试确定前馈校正装置的传递函数Gc(s)。图E6.5题6-11结构图解：原反馈回路前向通道有一个积分环节串联，属1型系统，其闭环传递函数为：Gc(s)-R(s)C(s)加入顺馈校正后，系统总的闭环传函为：15系统要达到2型精度，其闭环传递函数必须保证分子、分母后两项系数对应相等，则6-12系统如图E6.6所示。1.试选择Gc(s)，使干扰n(t)对系统无影响。2.试选择K2，使系统具有最佳阻尼比（=0.707）。16图E6.6题6-12结构图-1/K1解：17-1/K1---R(s)C(s)N

7、(s)18---R(s)C(s)N(s)---R(s)C(s)N(s)19---R(s)C(s)N(s)1）为使输出完全不受扰动影响，应使2）系统对输入的开环传递函数为：20设K1已知，则216-20某系统的开环对数幅频渐近特性曲线如图E6.8所示，其中G0（虚线）表示校正前的，G0Gc（实线）表示校正后的。求：（1）确定所用的是何种串联校正，并写出校正装置的传递函数；（2）确定校正后系统临界稳定时的开环增益；（3）当开环增益K=1时，求校正后系统的相位裕量和幅值裕量。图E6.8题6-20图22解：1）由图可

8、得232）系统处于临界稳定时，其=0，即注：临界稳定时有243）当K=1时，其开环传函为[-20][-40][-60]画出对数幅频特性由2）步可知2526