第5章6 線性系統(tǒng)的頻域校正

5.6線性系統(tǒng)的頻域校正方法根據被控對象工作條件，被控信號的最大加速度、速度選定增益可調的前置放大器和功率放大器調整放大器增益不能達到性能指標要求時，需要增加參數(shù)和特性可改變的校正裝置。--串聯(lián)校正反饋校正校正方法：控制系統(tǒng)常用校正方式按照校正裝置在系統(tǒng)中的連接方式，可分為串聯(lián)校正、反饋校正、前饋校正、復合校正。頻率域內分析控制系統(tǒng)，對開環(huán)對數(shù)頻率特性的一般要求相角裕度幅值裕度1）中頻段以-20dB/dec的斜率穿越零分貝線，而且這一斜率占有足夠的頻帶寬度，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性好。2）截止頻率ωc越高，則系統(tǒng)的快速性越好。3）低頻段的斜率陡，增益高，表示系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度好4）高頻段衰減得越快，即高頻特性負分貝值低，說明系統(tǒng)抗高頻噪聲干擾的能力越強。1.超前校正網絡傳遞函數(shù)Cu2R1R2u1其中一、串聯(lián)超前校正相角由得相角增加相角減小ww)(wF[20]T1Ta1Ta12.串聯(lián)超前校正基本原理：利用超前網絡的相角超前特性。關鍵：選擇最大超前角頻率等于要求的系統(tǒng)截止頻率，即設計步驟1)根據穩(wěn)態(tài)誤差要求,確定開環(huán)增益K2)檢驗原系統(tǒng)相角裕度3)根據截止頻率的要求，計算超前網絡參數(shù)a由確定T4)驗算已校正系統(tǒng)的相角裕度例1

設控制系統(tǒng)如圖所示若要求系統(tǒng)在單位斜坡輸入信號下穩(wěn)態(tài)誤差開環(huán)系統(tǒng)截止頻率相角裕度幅值裕度,試設計串聯(lián)無源超前網絡。解首先調整開環(huán)增益取K=10則待校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)校驗系統(tǒng)性能指標10lga=6dB原系統(tǒng)校正網絡新系統(tǒng)由于截止頻率和相角裕度均低于指標要求，故采用串聯(lián)超前校正試選10lga=6a=4原系統(tǒng)在該頻率處的幅值校正網絡的幅值超前網絡傳遞函數(shù)已校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)校驗滿足要求。10lga=6dB原系統(tǒng)新系統(tǒng)校正網絡有些情況下，串聯(lián)超前校正無效1.閉環(huán)帶寬要求若待校正系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要超前網絡提供很大的相角超前量。a必須很大，造成系統(tǒng)帶寬過大，高頻噪聲會影響系統(tǒng)性能。2.在截止頻率附近相角迅速減小的待校正系統(tǒng)，一般不宜采用串聯(lián)超前校正。a一般不超過20。二、串聯(lián)滯后校正其中u2CR1R2u11.滯后校正網絡傳遞函數(shù))(Lwww)(wF-20T1-Tb1-mwlgb20最大滯后角取2.串聯(lián)滯后校正基本原理利用滯后網絡的高頻衰減特性，使已校正系統(tǒng)截止頻率下降，從而使系統(tǒng)獲得足夠的相角裕度。設計步驟1)根據穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開環(huán)增益K2)利用已確定的開環(huán)增益，畫出待校正系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性，確定待校正系統(tǒng)的截止頻率，相角裕度γ和幅值裕度h。)(Lwww)(wF-20T1-Ta1-mwalg203)根據相角裕度γ”的要求，選擇已校正系統(tǒng)的截止頻率。此頻率處取由上式計算相應的4)根據下式確定滯后網絡參數(shù)b和T5)校驗校正后系統(tǒng)的性能指標。和對數(shù)坐標系[-20][-40][-60]h-180o系統(tǒng)不穩(wěn)定！對數(shù)坐標系-180o期望值校正網絡原系統(tǒng)20lgb校正網絡新系統(tǒng)例2設控制系統(tǒng)如圖。若要求校正系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)等于30s-1,