串联综校正法课外作业6263646567

1、上海大学 自动化系 邹斌 串联综合校正法串联综合校正法课外作业：课外作业：6-2, 6-3, 6-4(2)6-2, 6-3, 6-4(2)，6-5, 6-7 6-5, 6-7 邹斌邹斌上海大学上海大学 自动化系自动化系地地 址址: :上海市延长路上海市延长路149号号邮政编码：邮政编码：200072200072电子邮件电子邮件: : zoub电电 话话: :上海大学 自动化系 邹斌 希望频率设计的思路希望频率设计的思路根据系统性能根据系统性能得到对应的频率特性得到对应的频率特性已知未校正系统的频率特性已知未校正系统的频率特性求：校正装置的频率特性求：校正装置的频率特性

2、希望频率特性希望频率特性未校正系统的频率特性未校正系统的频率特性校正装置的频率特性校正装置的频率特性0cgg g020log20log20logcggg上海大学 自动化系 邹斌 获得希望频率特性的思路获得希望频率特性的思路三频段理论三频段理论db/dec20 1. l(w)低频段 系统稳态误差ess2. l(w)中频段 系统动态性能(s, ts)3. l(w)高频段 系统抗高频噪声能力vsksg )(0w wlg20lg20lg200 vkg 900vg最小相角系统 l(w) 曲线斜率与j(w)的对应关系 90 90 db/dec40 180 0 db/dec60 270 90 )(1)()(

3、sgsgs 1)()( sgs1)( sg希望希望 l(w w) 以以-20db/dec斜率穿越斜率穿越 0db线，并保持较宽的频段线，并保持较宽的频段上海大学 自动化系 邹斌 一个设计合理的系统的三频段一个设计合理的系统的三频段中频段的斜率以20db为宜；低频段和高频段可以有更大的斜率 低频段斜率大，提高稳态性能； 高频段斜率大，排除干扰。但中频段必须有足够的带宽，以保证系的相位裕 量，带宽越大，相位裕量越大。 c c的大小取决于系统的快速性要求。的大小取决于系统的快速性要求。 c c大快速性好，但抗扰能力下降。大快速性好，但抗扰能力下降。上海大学 自动化系 邹斌 12vkn w w (1)

4、 (1) 二阶系统二阶系统 )2()(2nnsssg w ww w 222)2()(nnjg w ww ww ww ww w njg w ww ww w2arctan90)( 1)2()(222 nccncjgwww ww ww ww w422224nnccw ww w w ww w 0442224 ncncw ww ww w w wncw w w w 24214)(180cw wj j 2222)(nnnsssw w w ww w nc w ww w2arctan90 cnw w w w2arctan 上海大学 自动化系 邹斌 ncw w w w 24214)(180cw wj j nc w

5、 ww w2arctan90 cnw w w w2arctan 242142arctan )2()(2nnsssg w ww w 21/% s s e%s s nstww5 . 3 242145 . 3 w w cst tan7 2214724 上海大学 自动化系 邹斌 (2) (2) 高阶系统高阶系统 %100)1sin1(4 . 016. 0% s s 21sin15 . 21sin15 . 12 w w cst)9035( 上海大学 自动化系 邹斌 96248 cw w0833. 09688 cstw w例2 已知单位反馈系统g(s)，求wc, ；确定s, ts。解. 绘制l(w)曲线1

6、0096arctan2096arctan901096arctan180 001 .520027 s s查 p164 图5-56)1100)(120()110(48)( sssssg102048 cw w)(180cw wj j 1 .528 .432 .789084180上海大学 自动化系 邹斌 估算高阶系统估算高阶系统cw wcsatw w 00s s图5-56)(w wl p164上海大学 自动化系 邹斌 1101 . 0 cw w例3 已知最小相角系统 l(w) 如图所示，试确定 (1) 开环传递函数g(s); (2) 由 确定系统的稳定性； (3) 将 l(w) 右移10倍频，讨论对系

7、统的影响。解.(1)201arctan1 . 01arctan90180 (3) 将 l(w) 右移10倍频后有)120)(11 . 0(10)( ssssg 8 . 286. 23 .8490(2)101001 cw w20010arctan110arctan90180 )1200)(11(100)( ssssg 8 . 286. 23 .8490l(w) 右移后wc 增大 不变 s 不变 ts 减小0 稳定上海大学 自动化系 邹斌 中频段三频段理论三频段理论高频段低频段对应性能对应性能希望形状希望形状l(w)系统抗高频干扰的能力系统抗高频干扰的能力开环增益开环增益 k系统型别系统型别 v稳

8、态误差稳态误差 ess截止频率截止频率 w wc相角裕度相角裕度 动态性能动态性能陡，高缓，宽低，陡频段频段三频段理论并没有提供设计系统的具体步骤，三频段理论并没有提供设计系统的具体步骤，但它给出了调整系统结构改善系统性能的原则和方向但它给出了调整系统结构改善系统性能的原则和方向00s sst举例上海大学 自动化系 邹斌 关于三频段理论的说明： 各频段分界线没有明确的划分标准； 与无线电学科中的“低”、“中”、“高”频概念不同； 不能用是否以-20db/dec过0db线作为判定 闭环系统是否稳定的标准； 只适用于单位反馈的最小相角系统。上海大学 自动化系 邹斌 期望特性期望特性lds() 根据设计指标而确定的满足系统品质要求的开环对数幅频特性曲线。期望特性：期望特性：低频段低频段 ：l(w)20lgk1w放大环节放大环节积分环节积分环节稳态误差稳态误差稳态无差度稳态无差度上海大学 自动化系 邹斌 中频段中频段（1）按给定的时域频性能指标交界频率c（2）过c点作-20db/dec的直线（3）确定中频渐近线的长度， 或起点2和终点323wwh2和3分别成为c前后的转折频率i i型或型或ii ii型系统型系统11hhmr11rrmmhcrrmmww12crrmmww13sin1rmrm1sin1上海大学 自动化系 邹斌 cwmw2w3w()m w-40-20-40h018000ww(