华南理工自动控制原理习题分析第六章ppt课件.ppt

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1、性性能能是是否否改改善善. .说说明明校校正正后后的的相相比比较较, ,并并与与原原系系统统的的性性能能指指标标系系统统的的性性能能指指标标, ,试试求求校校正正后后正正, ,的的串串联联校校正正装装置置进进行行校校1 10 0. .0 02 23 3s s1 10 0. .2 23 3s s( (s s) )今今采采用用G G1 1) )1 1) )( (0 0. .1 1s ss s( (0 0. .5 5s s1 10 0其其中中G G( (s s) )2 2所所示示, ,设设单单位位反反馈馈系系统统如如图图6 6c c1 10 0. .0 02 23 3s s1 10 0. .2 23

2、 3s s1 1) )1 1) )( (0 0. .1 1s ss s( (0 0. .5 5s s1 10 0( (s s) )G G( (s s) )G G( (s s) )G G开开环环传传递递函函数数校校正正后后系系统统1 1) )1 1) )( (0 0. .1 1s ss s( (0 0. .5 5s s1 10 0数数G G( (s s) )校校正正前前系系统统开开环环传传递递函函c ce e4 43 3. .4 48 8; ;1 1/ /0 0. .0 02 23 31 1/ /T T4 4. .3 34 48 8; ;1 1/ /0 0. .2 23 31 1/ /1 10

3、0; ;1 1/ /0 0. .1 11 1/ /T T2 2; ;1 1/ /0 0. .5 51 1/ /T Tc cc c2 2c cc c1 12 22 21 11 1自动控制自动控制原理习题原理习题分析第六分析第六章章6-2自动控制原自动控制原理习题分析理习题分析第六章第六章6-23 37 7. .5 58 86 65 55 5. .0 01 19 94 43 3. .9 94 41 14 4. .0 07 77 76 6: :由由准准确确特特性性3 39 9. .3 37 74 4. .6 60 0. .0 01 14 4. .4 47 72 23 3: :由由渐渐近近特特性性校校

4、正正前前后后: :c c0 0c c0 0c c0 0c c0 0自动控制原理习题自动控制原理习题分析第六章分析第六章6-23 39 9. .3 37 74 4. .6 6, ,0 0. .0 01 14 4. .4 47 72 23 3由由渐渐近近特特性性, ,校校正正前前后后: :c c0 0c c0 0,g g0 0 0 0c c0 00 00 0v vL L, ,1 17 7. .6 63 31 1. .6 62 23 3: :( () )绘绘制制L L1 1) )s s( (0 0. .1 1s s1 10 00 0( (s s) )G G: :则则校校正正前前1 10 00 0,

5、,取取K K1 10 00 0, ,K KK K1 1, ,装装置置的的传传递递函函数数. .1 10 0d dB B. .试试确确定定校校正正幅幅值值裕裕度度L L, ,5 50 0相相角角裕裕度度, ,1 10 00 0s s速速度度误误差差系系数数K K要要求求校校正正后后系系统统的的静静态态1 1) )s s( (0 0. .1 1s sK KG G( (s s) )开开环环传传递递函函数数为为设设单单位位反反馈馈系系统统 g g - -1 1v v自动控制原理习题自动控制原理习题分析第六章分析第六章6-5g gg g1 11 11 1 c ce e0 0c ce eL L, ,5 5

6、0 0. .5 59 91 14 45 5. .3 32 24 40 0. .0 01 10 07 71 1t tg g4 45 5. .3 32 24 40 0. .1 1t tg g4 45 5. .3 32 24 40 0. .0 04 45 53 32 2t tg g9 90 01 18 80 0) )( (: :性性能能校校验验1 1) )s s1 1) )( (0 0. .0 01 10 07 71 1s s( (0 0. .1 1s s1 1) )2 2s s1 10 00 0( (0 0. .0 04 45 53 3( (s s) )( (s s) )G GG G( (s s)

7、 )G G,自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-5(1)4 45 5. .3 32 24 4, ,6 6. .2 25 53 3的的1 11 10 0l lg g( () )上上找找L L在在L L0 0. .2 23 37 7, ,取取0 0. .2 24 43 37 73 3, ,s si in n1 1s si in n1 1, ,3 37 7. .4 45 55 51 17 7. .5 55 55 50 0故故要要求求, ,因因未未对对: :方方案案1 1. .超超前前校校正正0 00 0m mm m0 0 m m c c, ,1 10 0. .0 01 10 07

8、 71 1s s1 10 0. .0 04 45 53 32 2s s( (s s) )则则G G9 93 3. .1 1, ,T T1 10 0. .0 01 10 07 71 1, ,T T2 22 2. .0 06 65 5, ,T T1 10 0. .0 04 45 53 32 2, ,1 1则则T T4 45 5. .3 32 24 4, ,令令c cm mm m c c自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-5(1)自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-5(1)1 17 7. .2 24 42 24 4. .7 73 3, ,) )( (L L2

9、20 0l lg g1 1/ /2 24 4. .7 73 3d dB B, ,) )( (L L, ,5 5. .8 8作作为为校校正正后后的的1 10 05 50 0( () )上上找找在在: :滞滞后后校校正正方方案案2 2, ,c c0 0c c0 0c c 0 00 05 54 4. .3 36 6) )( (1 18 80 01 12 28 8. .7 73 33 3s s1 11 1. .6 67 77 7s s( (s s) )G G2 28 8. .7 73 33 3( (s s) )T T1 1. .6 66 67 7( (s s) )T T0 0. .6 61 10 01

10、 1T T1 1c cc cc c2 2自动控制原理习题自动控制原理习题分析第六章分析第六章6-5(2)自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-5(2)自动控自动控制原理制原理习题分习题分析第六析第六章章6-6(1)么么? ?置置能能否否满满足足要要求求? ?为为什什( (2 2) )采采用用超超前前校校正正装装正正装装置置; ;( (1 1) )设设计计串串联联滞滞后后校校; ;3 35 5校校正正后后: :0 0. .2 25 5m mm m; ;e e要要求求: :2 2t tm mm m/ /s s时时, ,给给定定输输入入信信号号r r( (t t) ); ;1 1)

11、 )1 1) )( (0 0. .1 1s s1 1) )( (0 0. .2 2s ss s( (s s1 1) )4 4( (0 0. .5 5s sG G( (s s) ): :反反馈馈系系统统单单位位s ss s故故必必须须校校正正. ., ,3 35 51 17 7. .0 01 10 0. .1 1t tg g0 0. .2 2t tg gt tg g0 0. .5 5t tg g9 90 01 18 80 04 4, , ,1 1) )1 1) )( (0 0. .1 1s s1 1) )( (0 0. .2 2s ss s( (s s1 1) )8 8( (0 0. .5 5s

12、 sG G( (s s) )( () ). .环环对对数数频频率率特特性性L L2 2. .作作校校正正前前系系统统的的开开K K: :要要提提供供放放大大倍倍数数增增量量放放大大器器或或有有源源校校正正装装置置8 8, ,/ /e ev v则则K K0 0. .2 25 5, ,/ /K Kv ve e2 2, ,v v: :解解c co o1 1c co o1 1c co o1 1c co o1 10 0c co o0 00 0s ss s0 00 00 00 0s ss s0 04/自动控制原理习题自动控制原理习题分析第六章分析第六章6-6(1)自动控自动控制原理制原理习题分习题分析第六

13、析第六章章6-60 0. .0 04 49 91 1/ /T T2 20 0. .4 41 1, ,T T5 5, ,1 1/ /则则T T0 0. .2 2, ,/ /2 20 0取取2 21 12 22 22 2c c2 24 4. .0 08 82 2: :可可求求得得0 0, ,1 12 20 0l lg g) )( (和和L L2 24 40 0l lg g2 22 20 0l lg g) )( (由由L Lc c0 0c cc co oc c0 01 1. .4 4取取1 1. .4 4; ;, ,4 47 71 12 23 35 5条条件件的的频频率率: :校校正正系系统统上上找

14、找满满足足下下边边( (1 1) )滞滞后后校校正正. .在在未未c c0 0自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-6自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-6不不能能达达到到设设计计效效果果. .滞滞后后, ,频频率率右右移移所所引引入入的的相相角角由由超超前前校校正正产产生生的的截截止止偿偿不不及及超超前前校校正正引引入入的的相相角角补补附附近近相相角角变变负负很很快快, ,止止频频率率则则由由于于未未校校正正系系统统在在截截, ,( (2 2) )若若采采用用超超前前校校正正; ;40.7940.791.41.420.4120.41tgtg1.41.40

15、.10.1tgtg1.41.40.20.2tgtg1.41.4tgtg1.41.45 5tgtg1.41.40.50.5tgtg90901801801.4,1.4,1 11 11 11 11 11 1c c1)1)1)(20.41s1)(20.41s1)(0.1s1)(0.1s1)(0.2s1)(0.2ss(ss(s1)1)1)(5s1)(5s8(0.5s8(0.5s(s)(s)(s)G(s)GG GG(s)G(s), ,1 120.41s20.41s1 15s5s(s)(s)G G0 0c cc c自动控制原理习题自动控制原理习题分析第六章分析第六章6-90 0. .6 6t t3 35 5

16、s st t; ;4 45 5c co os s0 0. .7 70 07 7, ,5 5% % %5 53 30 0, ,K K0 0. .4 47 7, ,2 2, ,s sn ns s1 1g gp pd da a5 5s s. .t t5 5% %, ,使使满满足足% %前前校校正正装装置置, ,试试用用根根迹迹法法设设计计串串联联超超5 5) )1 1) )( (s ss s( (s sK KG G( (s s) )开开环环传传递递函函数数为为设设单单位位反反馈馈系系统统s sg g5 5. .1 1) )j j0 0. .4 45 5) )( (s s0 0. .4 45 5j j

17、0 0. .4 45 5) )( (s s0 0. .4 45 5( (s s2 2. .0 06 67 78 8( (s s) )2 2. .0 06 67 78 85 5s s1 1s ss sK K5 5) )1 1) )( (s ss s( (s sK K( (s s) )G G1 11 11 1s sg gg go o1 1自动控制原理习自动控制原理习题分析第六章题分析第六章6-90 0. .6 63 36 64 40 0. .7 70 07 7; ;j j0 0. .4 45 50 0. .4 45 5s s闭闭环环极极点点2 2. .0 06 67 78 8, ,K Kn n1

18、1, ,2 2g g4 4. .6 6s s2 2. .9 93 3/ /t t5 5. .1 1; ;s sn ns s3 3自动控制原自动控制原理习题分析理习题分析第六章第六章6-9j j0 0. .6 6, ,0 0. .6 61 1j j- -s s要要求求闭闭环环主主导导极极点点: :0 0. .6 63 3/ /t t5 5s st t; ;4 45 5c co os s0 0. .7 70 07 7, ,5 5% % %2 2n nn n1 1, ,2 2s sn ns s1 1, ,1 19 9. .1 11 19 99 9. .1 11 18 80 0引引入入补补偿偿角角校校

19、正正装装置置应应, ,1 19 99 9. .1 17 75 56 6. .3 31 11 13 35 5产产生生相相角角s s原原系系统统极极点点对对1 1, ,2 277.0 0. .9 97 75 55 5s s0 0. .7 73 38 81 1s sK Kp ps sz zs sK K( (s s) )G Gg gc cc cc cg gc cc c. .z z与与零零点点p p校校正正装装置置的的极极点点与与负负实实轴轴交交点点即即为为超超前前, ,的的两两条条射射线线A AD D和和A AE E9 9. .5 55 5/ /2 2两两侧侧分分别别作作张张角角为为在在A AC CA

20、 A0 0角角平平分分线线A AC C, ,A A作作连连A A0 0, , ,) )作作水水平平线线A AA As s过过A A( (c cc cc c 1 1自动控制原理习自动控制原理习题分析第六章题分析第六章6-90 0. .9 97 75 55 5p p0 0. .7 73 38 81 1; ;z zc cc c自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-9自控原自控原理习题理习题分析第分析第六章六章6-93 3. .1 12 23 38 8z zs s/ /p ps s5 5s s1 1s ss sK K0 0. .9 97 75 55 5) )5 5) )( (s s1

21、 1) )( (s ss s( (s s0 0. .7 73 38 81 1) )( (s sK K( (s s) )( (s s) )G GG GG G( (s s) )c c1 1c c1 11 11 11 1s sg gg go oc c1 10 0. .7 73 38 81 1z z0 0. .6 62 21 13 3s s5 5. .1 15 54 42 2s s0 0. .7 70 07 7; ;j j0 0. .6 60 0. .6 6s s闭闭环环零零极极点点3 3. .1 12 23 38 8时时, ,K K4 43 3n n1 1, ,2 2g g).(848500 0.

22、.6 62 21 13 3) )5 5. .1 15 54 42 2) )( (s sj j0 0. .6 6) )( ( (s s0 0. .6 6j j0 0. .6 6) )( (s s0 0. .6 6( (s s0 0. .7 73 38 81 1) )3 3. .1 12 23 38 8( (s s( (s s) )0 0. .9 97 75 55 5) )5 5) )( (s s1 1) )( (s ss s( (s s0 0. .7 73 38 81 1) )3 3. .1 12 23 38 8( (s s( (s s) )( (s s) )G GG GG G( (s s) )o oc c自控原理习题自控原理习题分析第六章分析第六章6-93 3. .4 45 53 32 2s s2 2. .9 93 3/ /t t0 0. .8 84 48 85 5, ,0 0. .7 70 07 7, ,主主导导极极点点: :n ns sn n