(6.52)--52 相位滞后——超前校正.pdf

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1、控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正l超超前前校校正正：提提高高系系统统相相对对稳稳定定性性和和快快速速性性，对对稳稳态态性性能能改改善善不不大大；l滞滞后后校校正正：基基本本不不影影响响原原有有动动态态性性能能前前提提下下，提提高高系系统统的的开开环环放放大大系系数数，显显著著改改善善稳稳态态性性能能。l滞滞后后超超前前校校正正：同同时时改改善善动动态态性性能能和和稳稳态态性性能能。各各串串联联校校正正环环节节作作用用控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能

2、能指指标标与与校校正正相相位位滞滞后后超超前前校校正正 综综合合了了两两种种校校正正方方式式的的优优点点，方方法法更更完完善善。所所采采用用的的装装置置更更复复杂杂，设设计计过过程程也也更更复复杂杂。控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正相相位位滞滞后后超超前前校校正正原原理理R1R2C1C2xi(t)xo(t)图图6.24 滞滞后后超超前前校校正正网网络络）（）（）（）（1111)(2211sTsTsTsTsGc式式中中，111CRT)(12TT 222CRT 1221RRR21221121/CRCRCRTT控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统

3、统的的性性能能指指标标与与校校正正图图6.25 滞滞后后超超前前校校正正环环节节Bode图图 相相位位滞滞后后超超前前校校正正频频率率特特性性图图（=10、T1=0.25、T2=1）20lg0)(jGc20-20)(jGc-900900.01 0.11101001111)(2211TjjTTjjTjGc控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正对对单单位位恒恒速速输输入入信信号号，输输出出的的稳稳态态误误差差ess =0.1；相相位位裕裕度度 50，增增益益裕裕度度 20lgKg 10dB。，）（15.0)1()(sssKsGK例例 6-7 已已知知一一单单

4、位位反反馈馈系系统统的的开开环环传传递递函函数数为为 试试设设计计一一个个相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节，满满足足:相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正 单单位位恒恒速速输输入入，KssGks1)(lim10）（jjjjG5.01)1(10)(型型系系统统）（15.0)1()(sssKsGK1、校校正正前前 求求出出满满足足稳稳态态性性能能指指标标的的开开环环增增益益K 值值。，1.0 得10K稳稳态态误误差差 ess=1/Kv相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例控控

5、制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正故故系系统统不不稳稳定定125.01110)(22ccccjGc2.43（s-1）1805.0tantan-90-)(gggaajGg1.5（s-1）2225.011101lg20lg20ggggK增增益益裕裕度度1805.0tantan-90-1ccaa相相位位裕裕度度=-9.4=-28.100相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例分分析析原原系系统统性性能能是是否否满满足足要要求求 控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正图图 6.26 校校正正前前开开环环频频

6、率率特特性性的的Bode图图cgKg=-9.4dB=-28.12.431.5相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例系系统统不不稳稳定定控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节）（）（）（）（1111)(2211sTsTsTsTsGc相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正)125(180)(01255180501255.090)(11tgtg）（14.0s先先采采用用超超前前校校正正，使使相

7、相角角在在=0.4s-1以以上上超超前前。2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例 确确定定相相位位超超前前的的频频率率控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正 若若单单纯纯采采用用超超前前校校正正，低低频频段段衰衰减减太太大大;2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例 确确定定采采用用相相位位滞滞后后超超前前校校正正 若若附附加加增增益益K1，则则剪剪切切频频率率右右移移，c仍仍可可能能在在相相位位交交接接频频率

8、率g右右边边，系系统统仍仍然然不不稳稳定定。因因此此，在在超超前前校校正正基基础础上上再再采采用用滞滞后后校校正正，可可使使 低低频频段段有有所所衰衰减减，有有利利于于c左左移移。控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正选选校校正正后后c2=g（校校正正前前）=1.5s-1，取取相相位位裕裕度度=50，选选滞滞后后环环节节的的零零点点转转角角频频率率远远低低于于c2，取取 T2=c2/10=0.15s-1 则则T2=1/T2=6.67s，选选=10，则则极极点点转转角角频频率率为为1/(T2)=0.015s-1，滞滞后后校校正正环环节节7.66167.61

9、1122jjTjjT2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例 确确定定剪剪切切频频率率c2、滞滞后后校校正正环环节节控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正dBjG4.95.125.015.115.110lg20)5.1(lg2022原原系系统统在在c2的的对对数数幅幅频频因因校校正正后后1.5s-1是是剪剪切切频频率率，故故校校正正环环节节在在c2=1.5s-1点点上上应应产产生生-9.4dB的的增增益益。2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节相相位位滞滞后后超超前

10、前校校正正环环节节设设计计示示例例 确确定定超超前前校校正正环环节节控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正前前面面已已取取=104.95.11015.115.17.6615.167.61lg2022212212222）（TTT1=2.3s23.013.21jj超超前前校校正正环环节节2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例 确确定定超超前前校校正正环环节节）（）（1111jTjT控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正校校正正后后)123.0)(

11、17.66(15.0)1()13.2)(167.6(10)(jjjjjjjjGKc）（2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例 确确定定滞滞后后超超前前校校正正环环节节)123.0)(17.66()13.2)(167.6()(jjjjjGc控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正图图6.27 校正前后开环频率特性的Bode图 校校正正前前校校正正后后校校正正前前系系统统不不稳稳定定Kg2=11dB2=50校校正正后后系系统统稳稳定定校校正正环环节节c2g21.53.32=50Kg2=1

12、1dB相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正 验验证证校校正正后后的的幅幅值值裕裕度度Kg2(dB)和和相相位位裕裕度度250)(18022c（校验）满满足足要要求求。21212121212123.267.623.0-7.66-5.090)(ccccccctgtgtgtgtgtg130-相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正dB1122222222222222222g223.017.66125.0113.2167.61101lg20)(gggggggdBK满满足足要要求求。180-3.267.623.0-7.66-5.090212121212121ggggggtgtgtgtgtgtgg23.3(s-1)验验证证校校正正后后的的幅幅值值裕裕度度Kg2(dB)和和相相位位裕裕度度2相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节设设计计示示例例2 2、设设计计相相位位滞滞后后超超前前校校正正环环节节控控制制工工程程基基础础第第六六章章 系系统统的的性性能能指指标标与与校校正正本本讲讲到到此此结结束束，下下次次课课再再见见！