控制系统的校正及综合(编辑修改稿)

控制系统的校正及综合(编辑修改稿)内容摘要：

的校正与综合 48 滞后超前校正电路的 Bode图： 31 2 42020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 49 试确定校正装置，使系统满足下列指标： ， ， 例 63 一系统的开环传递函数为 1170 3.。 当 时 ， 谐 波 输 入 稳 态 误 差 小 于100vK   45c      / 1 0 1 / 1 0 0 1kk KWs s s s c4. 60 dB/ dec。 在 之 前 不 允 许 出 现 斜 率5 . 6 0 Hz 1。 250对 的 干 扰 信 号 ， 在 输 出 段 被 衰 减2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 50 解： (1)根据稳态速度误差系数 的要求，可得      100/ 1 0 1 1 0 0 1kWs s s s 初步设计 后系统开环传递函数 为      00l im l im 1 0 0/ 1 0 1 / 1 0 0 1kvk ss sKK s W s s s s  100kK 所 以（ 2）绘制校正前系统的 Bode图 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 51 1 10 100 20 1000 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω 1      100/ 1 0 1 1 0 0 1kWs s s s A 2 3 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 52 （ 3）对系统进行分析，选择适当的校正方法。 ：谐 波 sin 输 入 时 ， 稳 态 误 差 为ω t         221 s in1 rKE S X S L tW S s      1,jtrX j e   11KWj ，由 B o d e 图 可 知 ，当 时      111 1 170rKKE j X jWjAWj     7 0 2 0 l o g 7 0 3 6 .9A L d B   不能用终值定理。 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 53 1 10 100 20 1000 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω 1      100/ 1 0 1 1 0 0 1kWs s s s A 2 3 禁区。 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 54   1 ,250A  2 2 60 377f      时 ，由高频抗干扰要求 :     12 0 l o g 2 0 l o g 4 8250L A d B   因此，只能采用滞后超前校正，改造中频段特性。 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 55 1 10 100 20 1000 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω 1      100/ 1 0 1 1 0 0 1kWs s s s A 2 3 禁区。 377 禁区。 60db 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 56         321411100/ 10 1 10 0 111k k cW s W s W ssss s s ss               ：采 用 后 引 前 校 正 后 系 函滞 统 开 环 传 为2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 57 1 10 100 20 1000 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω 1      100/ 1 0 1 1 0 0 1kWs s s s A 2 3 377   32141111cssWsss             ω1 ω2 ω3 ω4 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 58 (4) 确定校正装置参数： 控制器最简单实现、系统最简单的原则来设计控制器。 校正后应以－ 1斜率穿越零分贝线， 太小，会 进入禁区；太大，中频段太窄，因此选 1 1     32411100/ 10 1 10 0 11 11kssWsss s s s           13 10 。 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 59   24100 1100 1 1 11ksWsssss    1 10 100 ω39。 c 1000 0db 20db 40db 20db 40db L(ω) ω 1      100/ 1 0 1 1 0 0 1kWs s s s A 2 3 377   32141111cssWsss             ω1 ω2 ω3 ω4 环节串联，对数特性叠加。 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 60 中频段选择 2/1/2特性，具有如下特性：   21001ccccA ＝ 1 （ 4 ）24，确 定 12cc    。 时 ， 相 位 裕 量 最 大24 c    （ 1 ）21     ＝ （ 2 ）43    ＝ 10 （ 3 ）123415 .6105 6 .21 7 .8c   24100 1100 1 1 11ksWsssss    2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 61 滞后 引前校正装置的传函为：        / 5 . 6 1 / 1 0 11 / 5 6 . 2 1c ssWs ss 校正后系统开环传函为：                      100 / 1 / 10 1/ 10 1 / 100 1 1 / 1100 / 11 / 100 1 / 1K K cW s W s W ssss s s s sss s s s      2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 62 （ 5）校验         1 0 0 / 5 . 6 11 / 1 0 0 1 / 5 6 . 2 1K sWs s s s s    校正后系统开环传函为： 系统相位裕量为：  17 .8 17 .818 0 90 a r c t a n a r c t a n5. 6 117 .8 17 .8 r c ta n a r c ta n10 0 56 .2 3 45c        2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 63 反馈（并联）校正 校正前      1K Cs KWS R s T s 校正后    11  sTKKKTsKsRsCh11 hTTKK  11 hKKKK  式中 一、反馈校正的功能：    /1 tTc t K e 单位阶越响应 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 64 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 65 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 66 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 67 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 68 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 69 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 70 说明： 从上图中可以很清楚地看到反馈后系统的 带宽 得到 扩展 ，系统的 响应速度加快 ；对 改善 系统的 动态性能 有利。 这是在反馈校正中常用的一种方法。 校正前后系统的对数幅频特性如下图所示 : c b st          1K Cs KWS R s T s   1K KWs Ts   2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 71 结论： 比例反馈可减弱其包围环节的惯性，由惯性 影响的动态特性得到改善，提高系统响应速 度。 系统放大倍数同时减小，这就是平常所说的 以牺牲放大倍数来换取动态性能的改善。 但 是放大倍数的减少可以通过提高串接在系统 中的放大环节增益来补偿。 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 72 2. 正反馈 校正后    hKKKsRsC 1当 趋于 1时，校正后系统的放大倍数将远大于原来的值。 这正是正馈所独具的特点之一。 hKK结论 : 正反馈可以提高系统的放大倍数。 2020/9/16 第六章控制系统的校正与综合 73 校正前 校正后   2222nnnCsR s s s       22222 nntn。