第六章 线性系统的校正(精品).ppt

自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control Theory 6 6.线性系统的校正线性系统的校正 6.1 6.1 超前校正超前校正 6.2 6.2 滞后校正滞后校正 6.3 6.3 滞后滞后超前校正超前校正自动控制原理Automatic Control Theory频率法串联校正频率法串联校正校正：校正：采用适当方式，在系统中加入一些参数可调整的采用适当方式，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。提高系统的性能，使系统满足指标要求。校正方式：校正方式：串联校正，串联校正，反馈校正，反馈校正，复合校正复合校正自动控制原理Automatic Control Theory频率法串联校正的设计过程频率法串联校正的设计过程合理确定性能指标合理确定性能指标有重点地照顾各项指标要求；有重点地照顾各项指标要求；不要追求不切实际的高指标。不要追求不切实际的高指标。自动控制原理Automatic Control Theory6.1 6.1 串联超前校正串联超前校正(1)(1)超前校正的网络实现超前校正的网络实现自动控制原理Automatic Control Theory串联超前校正频率特性串联超前校正频率特性(2)(2)超前网络频率特性超前网络频率特性可可解出解出自动控制原理Automatic Control Theory串联超前校正频率特性串联超前校正频率特性(2)(2)超前网络特性超前网络特性 超前网络特点：相角超前，幅值增加超前网络特点：相角超前，幅值增加 一级超前网络最大超前角为一级超前网络最大超前角为60 最有效的最有效的自动控制原理Automatic Control Theory串联超前校正频率特性小结串联超前校正频率特性小结自动控制原理Automatic Control Theory串联超前校正示例串联超前校正示例1自动控制原理Automatic Control Theory串联超前校正步骤小结串联超前校正步骤小结 实质实质 利用超前网络相角超前特性提高系统的相角裕度利用超前网络相角超前特性提高系统的相角裕度超前校正步骤超前校正步骤 (设给定指标设给定指标 )由由 由由 确定确定 作图设计作图设计是否满足要求是否满足要求验算验算主要主要利用利用自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control TheoryP241 例例6-1自动控制原理Automatic Control Theory6.2 6.2 串联滞后校正串联滞后校正(1)(1)滞后校正的网络实现滞后校正的网络实现自动控制原理Automatic Control Theory滞后校正网络特性滞后校正网络特性串联滞后校正频率特性串联滞后校正频率特性l滞后网络特点：滞后网络特点：相角滞后，幅值相角滞后，幅值衰减；衰减；10/bT后相角最后相角最大损失为大损失为-6。自动控制原理Automatic Control Theory串联滞后校正频率特性小结串联滞后校正频率特性小结自动控制原理Automatic Control Theory串联滞后校正步骤小结串联滞后校正步骤小结 实质实质 利用滞后网络幅值衰减特性挖掘系统自身的相角储备利用滞后网络幅值衰减特性挖掘系统自身的相角储备滞后校正步骤滞后校正步骤 (设给定指标设给定指标 )由由 由由 作图设计作图设计是否满足要求是否满足要求验算验算 绘制曲线绘制曲线主要主要利用利用自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control Theory再谈串联滞后校正步骤再谈串联滞后校正步骤自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control Theory自动控制原理Automatic Control TheoryP243 P243 例例例例6-5-26-5-2要求：要求：要求：要求：自动控制原理Automatic Control Theory超前校正和滞后校正方法之比较超前校正和滞后校正方法之比较1、超超前前校校正正利利用用装装置置的的超超前前相相角角，使使校校后后系系统统的的相相位位裕裕度度增增大大，装置的装置的 m应选在校后系统的应选在校后系统的 c附近。附近。3、增加的增加的超前角超前角 m一般一般 65，否则，否则1/a（校正环节的两个时间常（校正环节的两个时间常数之比）就很大，使校后系统的高频幅值增加过大（增加值为数之比）就很大，使校后系统的高频幅值增加过大（增加值为-20lga），使高频噪声加强，易导致系统无法正常工作。），使高频噪声加强，易导致系统无法正常工作。2、超前校正超前校正装置使装置使中高频幅值中高频幅值增大，使校后系统增大，使校后系统 c比校前比校前 c大，大，增大系统通带宽，使系统增大系统通带宽，使系统快速性快速性更好。更好。4、滞后校正滞后校正利用装置的中高频幅值利用装置的中高频幅值衰减衰减特性（挖掘了原系统所特性（挖掘了原系统所固有的固有的“潜力潜力”），使得校后系统的），使得校后系统的 c下降下降，从而，从而增大增大相角裕量。相角裕量。5、为为减小减小滞后校正装置滞后相角的负面影响，其最大滞后角频滞后校正装置滞后相角的负面影响，其最大滞后角频率应选在低频段，并率应选在低频段，并远离远离校后系统的校后系统的 c6、滞后校正滞后校正实际实际改善的是系统的改善的是系统的静态性能静态性能。自动控制原理Automatic Control Theory6.3 6.3 串联滞后串联滞后 -超前校正超前校正(1)(1)滞后滞后-超前校正环节的网络实现超前校正环节的网络实现自动控制原理Automatic Control Theory串联滞后串联滞后 -超前校正超前校正滞后滞后-超前网络特性超前网络特性超前部分超前部分滞后部分滞后部分滞后滞后-超前网络特点：超前网络特点：幅值衰减，相角超前幅值衰减，相角超前自动控制原理Automatic Control Theory串联串联PID校正（滞后校正（滞后-超前校正）超前校正）(1)(1)PID电路特性电路特性自动控制原理Automatic Control Theory串联校正方法的比较串联校正方法的比较 超前超前校正校正校正网络特点校正网络特点 滞后滞后校正校正 滞后超前滞后超前校正方法校正方法应用场合应用场合效果效果幅值增加幅值增加相角超前相角超前幅值衰减幅值衰减相角迟后相角迟后幅值衰减幅值衰减相角超前相角超前滞后超前滞后超前均不奏效均不奏效