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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,自动控制原理,第二十九讲 控制系统的设计、校正(四),本讲主要内容滞后超前校正装置、原理和应用,第二节 串连校正,1、无源滞后超前校正的原理,三、滞后超前校正,2、,有源滞后超前网络,3、滞后超前校正装置的应用,4、设计相位超前校正的一般步骤,三、滞后超前校正装置,假设使,1、无源滞后超前校正的原理,再令,由于 假设 那么有,滞后超前校正装置的传递函数,滞后超前校正装置的Bode图,3、滞后超前校正装置的应用,a 问题的提出,由于滞后超前网络综合了滞后网络和超前网络的优点，故用频率响应法设计滞后超前校正装置，实际上是前面所述超前校正和滞后校正设计方法的综合。如果选择超前网络中的值与滞后网络中的值互为倒数，就可以将单独设计的超前网络和滞后网络简单地组合在一起，构成单一的滞后超前校正装置：将这种网络串入系统中，利用网络的超前局部可改善系统的动态性能，而网络的滞后局部那么可提高系统的稳态精度。只要设计合理，采用串联滞后超前校正后，可望获得具有良好动态性能和静态性能的高质量自动控制系统。,b 滞后超前校正装置的设计方法,在伯德图上设计滞后超前校正装置的步骤如下：,(1)根据对系统稳态性能的要求，确定系统应有的开环传递系数K，并以此绘制未校正系统的伯德图。,(2)选择一个新的截止频率 ，使在这一点上能通过校正网络的超前环节提供足够的相角超前量，使系统满足相角裕度的要求；又能通过校正网络滞后环节，把这一点原幅频特性 衰减至0dB,(3)确定滞后超前网络中滞后局部的转折频率,一般情况下在下述范围内选择,(4)确定滞后超前网络中超前局部的转折频率,(5)画出校正后系统的伯德图，校验其指标是否满足要求。假设不满足，那么需从步骤(2)重新做起，直至满足要求为止。,由于现在必须把原系统的 压缩至0dB，于是可通过 和 的坐标点，作一条斜率为20dBdec的直线，使它与0dB线及 线相交，其交点分别为 和 ，这就是网络超前局部的转折频率。,例：设某单位反响系统的开环传递函数为,假设要求系统的静态速度误差系数Kv10 ，相角稳定裕量 ，幅值裕量 ，试设计系统的相位滞后超前校正装置。,解:(1)根据要求的稳态误差系数确定开环传递增益K，因为,Kv,10 ，所以,由图可见，未校正系统的剪切频率,也可以按下面的公式近似计算,相位裕度,交界频率 令,(2)确定校正后的剪切频率 ，本题对系统带宽未提出具体要求，选取 原则应兼顾快速性和稳定性， 过大会增加超前校正的负担，过小会使频带过窄，影响快速性，结合具体情况可选 ，由于 、 ，因此相位裕度的要求完全可以由超前校正网络提供。,(3) 确定滞后校正校正局部的参数。,根据,可选,取 那么有,为使滞后局部不影响中频段的特性，通常令滞后局部在校正后的剪切频率处的相位滞后量不小于5。本例求得滞后校正局部得传递函数,(4) 确定超前校正局部的参数,根据选定的 可以算出,过点(1.4rad/s,-14dB)作20dB/dec斜线与滞后校正局部(-20dB水平线)交于,因此,最后可求得滞后超前校正网络的传递函数,(5)检验系统的性能指标,本讲小结,1、掌握无源滞后超前校正的原理,2、了解,有源滞后超前网络,3、掌握滞后超前校正装置的应用,4、了解设计相位超前校正的一般步骤,5、了解PID控制规律,
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