上海交大809考研機(jī)械設(shè)計與理論chapter08_2

1、第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 Chapter 8 根軌跡法 8.4 8.4 根軌跡法設(shè)計與校正控制系統(tǒng)根軌跡法設(shè)計與校正控制系統(tǒng) 8.1 8.1 根軌跡法基本概念根軌跡法基本概念 8.2 8.2 繪制根軌跡圖的基本規(guī)則繪制根軌跡圖的基本規(guī)則 8.3 8.3 控制

2、系統(tǒng)的根軌跡分析控制系統(tǒng)的根軌跡分析 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 8.38.3控制系統(tǒng)的根軌跡分析控制系統(tǒng)的根軌跡分析 根軌跡圖上希望閉環(huán)極點的位置 參數(shù)變化對閉環(huán)極點的影響(廣義根軌跡、根軌跡簇) 比例微分控制作用與微分反饋對系統(tǒng)性能的影響 開環(huán)零點和極點對根軌跡的影響 增加開環(huán)極點的影響)/(1 c ps 增加一個慣性環(huán)節(jié) 增加開環(huán)零點的影響 加入一階微分環(huán)節(jié)（szc） )/()( cc pszs加入環(huán)節(jié) 增加一對開環(huán)零極點的影響 開環(huán)

3、偶極子|zc|pc| 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 根軌跡圖上希望閉環(huán)極點的位置根軌跡圖上希望閉環(huán)極點的位置 二階系統(tǒng)的等Mp線（即等線）二階系統(tǒng)的等ts線 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 開環(huán)傳遞函數(shù)上增加極點 降低了系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 )(180) 12(mnk a 漸近線與實軸傾角隨著 n

4、數(shù)增大而減小 根軌跡向右方向彎曲 )()(mnzp iia 漸近線與實軸交點隨著pc增 大（pc點在實軸上向右移） 而右移，故更靠近原點 向右彎曲趨勢隨著所增加 的極點移近原點而加劇 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 增加開環(huán)極點的影響增加開環(huán)極點的影響 1 c p 右移極點 2 c p 增加一個極點的情況 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與

5、動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 開環(huán)傳遞函數(shù)上增加零點 提高了系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 )(180) 12(mnk a 漸近線與實軸傾角隨著 m數(shù)增大而增加 根軌跡向左方向彎曲 )()(mnzp iia 漸近線與實軸交點隨著 Zc增大（Zc點在實軸上 向右移）而左移 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力

6、工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 3 c Z 增加一個零點的情況 2 c Z 右移零點 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 增加的零點相對靠近虛軸而起主導(dǎo)作用 )()( cc pszs cc 零極點對應(yīng)的矢量幅角 )( cc 附加提供一個超前角 “超前校正” 相

7、當(dāng)于附加零點的作用 (使根軌跡向左彎曲， 改善了系統(tǒng)動態(tài)性能) |zc|zc|pc|pc|pc| 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 開環(huán)偶極子開環(huán)偶極子 開環(huán)偶極子距離原點較遠(yuǎn) 極點pc 和零點zc 到較遠(yuǎn)的s 點的矢量基本相等；幅值條件和 幅角條件中的作用相互抵消； 對離其較遠(yuǎn)的近虛軸區(qū)域的根軌 跡形狀和開環(huán)增益幾乎沒有影響， 基本上不影響系統(tǒng)靜動態(tài)性能。 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & P

8、ower Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 c c n i i m i i p z p z KK 1 1 開環(huán)偶極子位于原點附近 零點zc和極點pc到主導(dǎo)極點的矢 量也基本相等； 幅角條件和幅值 條件中作用也基本抵消 不影響主導(dǎo)極點附近的 根軌跡及根軌跡增益K 零極點自身比值zc /pc- 較大 影響系統(tǒng)的開環(huán)增益、改變穩(wěn)態(tài)誤差 01. 0 c p 1 . 0 c z 提高系統(tǒng)開環(huán)增益10倍 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院

9、上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 參數(shù)變化對閉環(huán)極點的影響參數(shù)變化對閉環(huán)極點的影響 控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) ，試?yán)L制 以為參變量的根軌跡以及同時變化K時的根軌跡。 )(1( )()( sss K sHsG 0 )(1( 1)()(1 sss K sHsG 0) 1() 1( 2 Kssss 以為參變量的根軌跡方程 0 0 ) 1( 1 2 ss K 1 ) 1( ) 1( 2 Kss ss 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 1 ) 1( ) 1( 2

10、 Kss ss 不同K值，可得到系統(tǒng)不 同根軌跡圖，即根軌跡簇 0 1 2 3 s s s s K a Kaa a ! ) 1( 1 1 0 K a 0) 1(K 根軌跡與虛軸交點 2 411K 以為參變量的根軌跡方程 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 比例微分控制作用與微分反饋對系統(tǒng)性能的影響比例微分控制作用與微分反饋對系統(tǒng)性能的影響 （a）為無校正的位置伺服系統(tǒng) )2 . 0( 1 ) 15( 5 )()( ssss sHsG aa （b）為

11、加入比例微分（PD）校正后的系統(tǒng) ) 15( )8 . 01 (5 )()( ss s sHsG bb )866. 0 j5 . 0s)(866. 0 j5 . 0s ( 1s8 . 0 1ss 1s8 . 0 ) s ( 2 b 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 （c）為加入速度內(nèi)反饋校正后的系統(tǒng) )866. 0 j5 . 0s)(866. 0 j5 . 0s ( 1 1ss 1 ) s ( 2 c )2 . 0( )25. 1(8 . 0 )

12、()( ss s sHsG cc （a）為無校正的位置伺服系統(tǒng) )2 . 0( 1 ) 15( 5 )()( ssss sHsG aa 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 （c）為加入速度內(nèi)反饋校正后的系統(tǒng) )866. 0 j5 . 0s)(866. 0 j5 . 0s ( 1 ) s ( c )2 . 0( )25. 1(8 . 0 )()( ss s sHsG cc )()()()(sHsGsHsG ccbb 相同的開環(huán)傳遞函數(shù),相同的零 極點

13、分布，根軌跡形狀相同 )()(ss cb 閉環(huán)零點使極點上的留數(shù)不同，不同瞬態(tài)響 應(yīng)具有相同的類型，但具體曲線形狀不同 （b）為加入比例微分（PD）校正后的系統(tǒng) ) 15( )8 . 01 (5 )()( ss s sHsG bb )866. 0 j5 . 0s)(866. 0 j5 . 0s ( 1s8 . 0 ) s ( b 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 8.48.4用根軌跡法設(shè)計與校正控制系統(tǒng)用根軌跡法設(shè)計與校正控制系統(tǒng) 超前校正 當(dāng)未

14、校正系統(tǒng)的主導(dǎo)共軛極點離虛軸很近時，系統(tǒng)的 阻尼比較小，穩(wěn)定程度差。 滯后校正 系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)滿足要求、而穩(wěn)態(tài)性能達(dá)不到預(yù) 定指標(biāo)時 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能都達(dá)不到指標(biāo)要求時 滯后超前校正 ! 試探方法 (通過重新配置零、極點，使閉環(huán)系 統(tǒng)根軌跡滿足性能指標(biāo)的要求) 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 超前校正超前校正 )2( 4 )( ss sG 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 試設(shè)計串聯(lián)校正裝置，滿足下列性能指標(biāo)： 最大超調(diào)量Mp=1

15、6%，調(diào)整時間ts=2s (1）根據(jù)性能指標(biāo)，確定閉環(huán)主導(dǎo)極點sd 5 . 0 %2 ns t/4 s n 4 3221 2 jjs nnd Mp=16% 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 （2）繪制未校正系統(tǒng)根軌跡圖 依靠調(diào)整增益是不能使根軌跡 通過sd，擬采用超前校正裝置 ?如果不能，則應(yīng)該采用 何種校正裝置。 ?僅調(diào)整增益，能否使根軌 跡通過希望主導(dǎo)極點sd。 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical

16、 & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 (3) 計算超前校正裝置應(yīng)提供的超前角。 )()( cdcd pszs 30)90120(180) )2( 4 (180) 12( d ss ss k 根據(jù)幅角條件 校正根軌跡通過希望主導(dǎo)極點 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 (4) 超前校正裝置的零點zc和極點pc的位置，得到超 前校正裝置傳遞函數(shù)。 )()()( ccc pszssG 9

17、. 2 c z 4 . 5 c p 4 . 5s 9 . 2s ) s (G c 求zc和pc可采用試探法和 圖解法圖解法 主導(dǎo)極點位置sd和超前角 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 （5）附加增益Kc 補(bǔ)償因接入超前校正裝置而引起的開環(huán)增益下 降，使希望主導(dǎo)極點sd滿足幅值條件。 )ps ( )zs ( K) s (G) s (G) s (G c c cc )4 . 5)(2( )9 . 2( 4 . 5 9 . 2 )2( 4 )()( ss

18、s sK s s K ss sGsG cc c KK4 1 4 . 52 9 . 2 ddd d sss sK 6 .18 6 . 3 8 . 44 . 31 . 4 K 根軌跡圖上量得各矢量幅值 65. 44/6 .184/ KKc )4 . 5)(2( )9 . 2(6 .18 )()( sss s sGsG c 希望主導(dǎo)極點sd的幅值條件求附加增益Kc： 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 很接近 （6）校驗。 ？希望主導(dǎo)極點sd處的增益是否

19、滿足穩(wěn)態(tài)精度指標(biāo)； ？希望主導(dǎo)極點是否符合系統(tǒng)閉環(huán)主導(dǎo)極點條件。 ？如果已校正系統(tǒng)不能滿足性能指標(biāo)，調(diào)整校正裝置的零 極點位置，重復(fù)上述步驟，直到滿足指標(biāo)為止。 1 00 5 )4 . 5)(2( )9 . 2(6 .18 lim)()(lim s sss ss sGssGK s c s v系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù) 322jsd )4 . 5)(2( )9 . 2(6 .188 .104 . 7 )4 . 5)(2( )9 . 2(6 .18 1)()(1 23 sss ssss sss s sHsG 4 . 7)322()322( 3 pjjpi 4 . 3 3 p 9 . 2 c z 已校正系

20、統(tǒng) 根軌跡作圖規(guī)則9 已知閉環(huán)極點 開環(huán)前向通道的零點就是閉環(huán)零點 故極點p3對系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)影響相當(dāng)小 ！極點sd的主導(dǎo)性 增加的開環(huán)零點 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 圖解法圖解法 1、過已知的希望極點sd作水平線sdA； 2、作0sdA的角平分線； 3、在直線sdB兩側(cè)各作夾角為/2的兩條直線sd pc和sd zc 交負(fù)實軸于zc和pc點分別為校正裝置的零點和極點 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechani

21、cal & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 滯后校正滯后校正 T s T s Ts Ts sGc 1 1 1 1 1 )( 1 c c p z 校正作用基本上是提高開環(huán)增益，而不使動態(tài)性能有明 顯的變化 對閉環(huán)主導(dǎo)極點附近的根軌跡不產(chǎn)生明顯影響，但開環(huán) 增益要有明顯增加 滯后校正裝置的零極點是一對靠近原點的開環(huán)偶極子， 且極點相對離原點更近 系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)滿足要求 而穩(wěn)態(tài)性能達(dá)不到預(yù)定指標(biāo)時 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)

22、機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 (1)繪制未校正系統(tǒng)的根軌跡。 已知一控制系統(tǒng)如圖,該系統(tǒng)動態(tài)性能滿足要 求，需要將穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)增大至5s-1，試設(shè)計 滯后校正裝置 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 （2）根據(jù)瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)，找出根軌跡上的希望閉 環(huán)主導(dǎo)極點sd。 58. 033. 0jsd 5 . 0 1 67. 0 s n 圖解法未校正系統(tǒng)主導(dǎo)極點 K=1.06時 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of

23、 Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 (3)(由幅值條件)確定希望閉環(huán)主導(dǎo)極點所對應(yīng)的開 環(huán)增益或穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)，決定采用校正裝置的形式 1 0 53. 0 )2)(1( 06. 1 lim s sss sK s v (4)求出所需要增加的誤差系數(shù)(需要增加的開環(huán)增益) 未校正系統(tǒng) 1 5 sKv 10 vv KK 給定的穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù) 滯后校正裝置的參數(shù) ！滯后校正 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力

24、工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 (5)確定滯后校正裝置的零點和極點. 要求：既能提高開環(huán)增益，又不使原來的根軌跡發(fā)生明 顯的變化。 ！作圖法！作圖法 8zs0 cd 1 . 0 c z 01. 0 c p 10 cc pz 01. 0 1 . 0 10 1 )( s s sGc cc K s s sG 01. 0 1 . 0 10 1 )( )2)(1)(01. 0( ) 1 . 0( )2)(1( 06. 1 01. 0 1 . 0 10 )()( ssss sK ssss sK sGsG c c 10/06. 1 c KK 滯后校正裝置的傳遞函數(shù) 增加附加增益Kc 已校正系統(tǒng)開環(huán)傳

25、遞函數(shù) 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 (6)校驗系統(tǒng)動靜態(tài)指標(biāo) 繪制已校正系統(tǒng)的根軌跡 確定根軌跡上新的主導(dǎo)極點 計算動靜態(tài)性能指標(biāo) ?不太滿意，稍加調(diào)整零極點 51. 028. 0jsd st ns 4 .1428. 0/4)/(4 %)2( 5 . 0 1 56. 05 . 0/28. 0 s n 作=0.5線與根軌跡的交點為閉 環(huán)主導(dǎo)極點 已校正系統(tǒng): 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical &

26、 Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 (7)根據(jù)已校正系統(tǒng)的主導(dǎo)極點位置，按幅值條件調(diào) 整附加增益 98. 0 1 . 0 2101. 0 d dddd s ssss K 25. 998. 0 06. 1 10 06. 1 10 KKc ) 15 . 0)(1)(1100( ) 110(9 . 4 )2)(1)(01. 0( ) 1 . 0(98. 0 )()( ssss s ssss s sGsG c 1 0 9 . 4)()(lim ssGssGK c s v 附加增益Kc 對于主導(dǎo)極點，由幅值條件 已校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 已

27、校正系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù) 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)基本達(dá)到5s的設(shè)計要求 無阻尼自然頻率0.67s-1 058s-1 校正后系統(tǒng)的動態(tài)性能比校正前略低 調(diào)整時間12.1s14.4s ?! 減小角，將所取零點zc的位置向右移動 （例如取zc-0.05、0.02等） 31. 2 3 p 137. 0 4 p 1 . 0z 極點p3較主導(dǎo)極點sd離虛軸遠(yuǎn)得多 51. 028. 0jsd 另兩個閉環(huán)極點 靠近 第八章第八章

28、 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 直線0 sd為線，以sd為頂點在線左 側(cè)作小角度， 10 cc pz 5 連接希望主導(dǎo)極點sd和原點0 與實軸的交點zc 滯后校正裝置的零點zc 在zc右側(cè)找到一點pc，使 滯后校正裝置的一對零極點對sd 點所產(chǎn)生的附加滯后角為， ！不對希望主導(dǎo)極點sd附近根軌跡帶來相當(dāng)程度的變化 ！不改變未校正系統(tǒng)的動態(tài)性能 作圖法作圖法 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power E

29、ngineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 滯后超前校正滯后超前校正 cc K T s T s T s T s sG 2 2 1 1 1 11 )( c K 1 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能都達(dá)不到指標(biāo)要求 滯后超前校正 系統(tǒng)應(yīng)提高的附加增益 網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 )5 . 0( 4 )( ss sG 5 . 0 1 5 s n 1 50 sKv要求閉環(huán)主導(dǎo)極點 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞

30、函數(shù) 設(shè)計適當(dāng)?shù)男Ｕb置,使系統(tǒng)滿足上述全部性能指標(biāo) )5 . 0(4)(sssG98. 125. 0 2, 1 js 125. 0 1 2 s n 1 8 sKv 未校正系統(tǒng) 未校正系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標(biāo)都不滿足要求，且相差較大 滯后超前校正裝置 未校正系統(tǒng)分析 cc K Ts Ts Ts Ts sG 2 2 1 1 1 11 )( 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 希望閉環(huán)主導(dǎo)極點 33. 45 . 2jsd 給定的性能指標(biāo)希望閉環(huán)主導(dǎo)極點 5

31、 . 0 1 5 s n 1 50 sK v 為使閉環(huán)主導(dǎo)極點位于希望位置上，相位超前部 分應(yīng)提供的超前角 55)235(180 )5 . 0s (s 4 180) 1k2( dd 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 根據(jù)給定的誤差系數(shù)要求，計算附加增益 滯后超前校正裝置的傳遞函數(shù) cc K Ts Ts Ts Ts sG 2 2 1 1 1 11 )( )5 . 0( 25 1 11 )5 . 0( 4 1 11 )()( 2 2 1 1 2 2

32、1 1 ssTs Ts Ts Ts ss K Ts Ts Ts Ts sGsG cc 校正后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù) 50K8) s (G) s (sGlimK cc 0s v 25. 6 c K 校正后的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) )5 . 0( 4 )( ss sG 未校正系統(tǒng) 第八章第八章 控制理論基礎(chǔ)控制理論基礎(chǔ) School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 確定校正裝置超前部分參數(shù)T1和。 1 T/1s T/1s 2d 2d )() 1 ( 11 T s T s 用圖解法確定出超前部分的零點和極點，并求得和T1值 11 /1 Tzc 11 /Tpc 1)s (GK Ts