西北工业大学自动控制原理课件-26.ppt

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1、自动控制原理自动控制原理自动控制原理自动控制原理西北工业大学自动化学院西北工业大学自动化学院 自自 动动 控控 制制 原原 理理 教教 学学 组组本次课程作业本次课程作业(26)5 36,37(用坐标纸用坐标纸)自动控制原理自动控制原理自动控制原理自动控制原理（第（第 26 讲）讲）5 5.线性系统的频域分析与校正线性系统的频域分析与校正 5.1 5.1 频率特性的基本概念频率特性的基本概念 5.2 5.2 幅相频率特性（幅相频率特性（Nyquist图）图）5.3 5.3 对数频率特性（对数频率特性（Bode图）图）5.4 5.4 频域稳定判据频域稳定判据 5.5 5.5 稳定裕度稳定裕度 5

2、.6 5.6 利用开环频率特性分析系统的性能利用开环频率特性分析系统的性能 5.7 5.7 闭环频率特性曲线的绘制闭环频率特性曲线的绘制 5.8 5.8 利用闭环频率特性分析系统的性能利用闭环频率特性分析系统的性能 5.9 5.9 频率法串联校正频率法串联校正 自动控制原理自动控制原理5.9 5.9 频率法串联校正频率法串联校正 5.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前校正 5.9.2 5.9.2 串联迟后校正串联迟后校正 5.9.3 5.9.3 串联迟后超前校正串联迟后超前校正 5.9.4 5.9.4 串联串联PID校正校正 （第（第 26 讲）讲）5.9 5.9 频率法串联校正频率法串

3、联校正（1 1）校正：校正：采用适当方式，在系统中加入一些结构和参数可调整采用适当方式，在系统中加入一些结构和参数可调整 的装置（校正装置），用以改善系统性能，使系统满的装置（校正装置），用以改善系统性能，使系统满 足指标要求。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5.9 5.9 频率法串联校正的过程频率法串联校正的过程（2 2）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。5.9 5.9 频率法串联校正的基

4、本原理频率法串联校正的基本原理（3 3）中中频段频段三三频段理论频段理论高高频段频段低频段低频段对应性能对应性能希望形状希望形状L(w w)系统抗高频干扰的能力系统抗高频干扰的能力开环增益开环增益 K系统型别系统型别 v稳态误差稳态误差 ess截止频率截止频率 w wc相角裕度相角裕度 g g动态性能动态性能陡，高陡，高缓，宽缓，宽低，陡低，陡频段频段 三频段理论：为我们改变系统频率特性，进而三频段理论：为我们改变系统频率特性，进而 改善系统性能提供了原则和方向。改善系统性能提供了原则和方向。5.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前校正（1 1）5.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前

5、校正(1)(1)超前网络特性超前网络特性5.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前校正（2 2）(1)(1)超前网络特性超前网络特性可可解出解出5.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前校正（3 3）(1)(1)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5.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前校正（4 4）(2)(2)串联超前校正串联超前校正 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

6、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5.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前校正（5 5）举例举例1 15.9.1 5.9.1 串联超前校正串联超前校正（7 7）举例举例2 2课程小结课程小结5.9.15.9.1 串联超前校正串联超前校正适用：适用：实质：利用超前网络相角超前特性提高系统的相角裕度实质：利用超前网络相角超前特性提高系统的相角裕度步骤：步骤：作图设计作图设计验算验算效果：效果：保持低频段保持低频段改善中频段改善中频段抬高高频段抬高高频段 抗高频干扰能力降低抗高频干扰能力降低满足稳态精度满足稳态精度动态性能提高动态性能提高本次课程作业本次课程作业(26)5 36,37(用坐标纸用坐标纸)自动控制原理自动控制原理