《自动控制原理》第六章第5次课.ppt

6-4 串联滞后串联滞后—超前校正超前校正兼有滞后校正和超前校正的优点，可以使校正后兼有滞后校正和超前校正的优点，可以使校正后的系统响应速度较快，超调量较小，抑制高频噪的系统响应速度较快，超调量较小，抑制高频噪声的性能也较好声的性能也较好滞后校正在低频段；超前校正在中高频段滞后校正在低频段；超前校正在中高频段12滞后—超前校正的一般步骤确定开环增益确定开环增益K，， 满足稳态误差的要求满足稳态误差的要求 画出未校正系统的伯德图画出未校正系统的伯德图,并求并求③③在在未校正系统的对数幅频图上，选择从未校正系统的对数幅频图上，选择从-20dB/dec变化到变化到-40dB/dec的交接频率的交接频率 ，保证中频区的斜，保证中频区的斜率为率为-20dB/dec，同时也可降低已校正系统的阶次同时也可降低已校正系统的阶次 据相角裕度要求据相角裕度要求确定滞后网络参数确定滞后网络参数验算已校正系统的相角裕度和幅值裕度验算已校正系统的相角裕度和幅值裕度  选择选择 ，， 计算计算 ,3例例6-56-5 设未校正系统开环传递函数如下设未校正系统开环传递函数如下:试设计校正装置满足下列性能指标：试设计校正装置满足下列性能指标： (1) 在最大指令速度为在最大指令速度为1801800 0/s/s时，时， 位置迟后误差不超过位置迟后误差不超过1 1o o; ; (2) 相角裕度为相角裕度为 45450 0±3 3o o; ; (3) 幅值裕度不低于幅值裕度不低于10dB10dB; ; (4) 动态过程调节时间动态过程调节时间tsts不超过不超过3 3秒秒。

4解解: :(1)(1) 根据根据I I型系统和速度误差系统要求取型系统和速度误差系统要求取 K (2)绘制未校正系统的伯德图绘制未校正系统的伯德图50dB20406080-20-40-60-800.1110100[-20][-60]62[-40](2)(2)绘制未校正系统的伯德图绘制未校正系统的伯德图计算未校正系统的截止频率和相角裕度未校正系统的截止频率和相角裕度（（3 3）选择）选择6（（4）选择校正后截止频率）选择校正后截止频率根据条件根据条件2 和和4的要求，的要求，若采用滞后校正：若采用滞后校正：7选定为保证中频段足够的宽度，截止频率不宜过大为保证中频段足够的宽度，截止频率不宜过大8已校正系统的频率特性已校正系统的频率特性（（5 5）计算）计算T Ta a9校正后传递函数校正后传递函数100dB20406080-20-40-60-800.1110100[-20][-60]3.511原系统在新截止频率处的相角裕度：原系统在新截止频率处的相角裕度：超前校正在新截止频率处的相角超前校正在新截止频率处的相角滞后校正在新截止频率处的相角滞后校正在新截止频率处的相角对该题进一步剖析对该题进一步剖析12Ts=1.65s Δ=5%; Ts=2.9s Δ=2%; 1314[-20][+20]有源滞后有源滞后-超前校正网络超前校正网络-10lga m20lgb15其主要设计步骤同前其主要设计步骤同前 用用 对准未校正系统由对准未校正系统由-20dB/dec转到转到-40dB/dec的转角频率。

选取的转角频率选取 满足截止频率的要求，取满足截止频率的要求，取 再选取再选取 值满足相位裕度的要求值满足相位裕度的要求16习题习题 6-7 6-7 设单位反馈系统的开环传递函数设单位反馈系统的开环传递函数（（1）要求校正后系统的静态速度误差系数）要求校正后系统的静态速度误差系数 相角裕度相角裕度 ，试设计串联校正装置；，试设计串联校正装置；（（2）若除上述指标要求外，还要求系统校正后截）若除上述指标要求外，还要求系统校正后截止频率止频率 ，试设计串联校正装置试设计串联校正装置 解：（解：（1）尝试超前校正，）尝试超前校正，失败！失败！滞后校正可以滞后校正可以校正后截止频率校正后截止频率 ，校正装置，校正装置（（2 2）滞后）滞后——超前校正超前校正1718取 ，根据相角裕度的要求，选取根据相角裕度的要求，选取根据截止频率的要求，选取根据截止频率的要求，选取用用 对准未校正系统由对准未校正系统由-20dB/dec转到转到-40dB/dec的交接频率。

的交接频率19未校正系统在未校正系统在 时的相角裕度为时的相角裕度为滞后滞后—超前校正装置需提供的超前相角为超前校正装置需提供的超前相角为20校正后系统的传递函数为校正后系统的传递函数为经检验，校正后的相角裕度为经检验，校正后的相角裕度为满足设计要求满足设计要求21226-5 设单位反馈系统的开环传递函数为：（（1 1）若要求校正后系统的相角裕度为）若要求校正后系统的相角裕度为3030o o，幅值裕度，幅值裕度为为10-12dB10-12dB，试设计串联超前校正装置试设计串联超前校正装置2 2）若要求校正后系统的相角裕度为）若要求校正后系统的相角裕度为5050o o，幅值裕度，幅值裕度为为30-40dB30-40dB，试设计串联滞后校正装置试设计串联滞后校正装置解：未校正系统的转折频率解：未校正系统的转折频率23校正前校正前2425（（1）超前校正）超前校正 需提供最大超前角需提供最大超前角经检验，用一级超前校正网络无法满足要求经检验，用一级超前校正网络无法满足要求26（（2）滞后校正）滞后校正27滞后校正装置使未校正系统高频段幅值衰减滞后校正装置使未校正系统高频段幅值衰减24.4dB校正后的幅值裕度校正后的幅值裕度不能满足要求不能满足要求若满足幅值裕度要求，滞后校正的高频部分至少若满足幅值裕度要求，滞后校正的高频部分至少要衰减要衰减38dB38dB，取，取40dB40dB28未校正系统在频率为未校正系统在频率为0.4rad/s处的相角为处的相角为设校正装置在设校正装置在0.4rad/s处的相角为处的相角为我们要利用校正装置的相角滞后，减小校正后系统的相角裕度我们要利用校正装置的相角滞后，减小校正后系统的相角裕度29题目要求校正后系统的相角裕度为题目要求校正后系统的相角裕度为50o校正装置的传递函数校正装置的传递函数校正装置的相频特性校正装置的相频特性解得：解得：或者取转折频率小的时间常数值，目的是不改变校正装置取转折频率小的时间常数值，目的是不改变校正装置在截止频率处的幅值衰减在截止频率处的幅值衰减30校正装置的传递函数校正装置的传递函数校正后的开环传递函数：校正后的开环传递函数：校正装置的转折频率校正装置的转折频率31校正装置的转折频率校正装置的转折频率3233。