相位超前校正学习教案

1、会计学1第一页，共28页。2校正(jiozhng)装置 ? 无源校正(jiozhng)装置，有源校正(jiozhng)装置； 相位超前校正(jiozhng)装置，相位滞后校正(jiozhng)装置，相位滞后超前校正(jiozhng)装置回顾：回顾： 系统校正的概念系统校正的概念(ginin)与校正装置与校正装置第1页/共27页第二页，共28页。 按校正装置在系统中的连接方式： 串联校正 、并联(bnglin)校正、前馈校正、复合校正 比如(br)串联校正：3校正校正(jiozhng)方式？方式？)(sGc)(sGP)(sH)(sR-)(sC)(sE)(sB回顾：回顾： 系统校正的概念与校正装置

2、系统校正的概念与校正装置第2页/共27页第三页，共28页。 根据校正装置的相位特征根据校正装置的相位特征(tzhng)而分而分为：为： 3校正校正(jiozhng)方式？方式？回顾：回顾： 系统系统(xtng)校正的概念与校正校正的概念与校正装置装置 相位超前校正相位超前校正、 相位滞后校正相位滞后校正、 相位滞后相位滞后超前校正超前校正第3页/共27页第四页，共28页。第4页/共27页第五页，共28页。1、幅频特性相乘关系、幅频特性相乘关系(gun x)转化为转化为相加关系相加关系(gun x)2、设计过程得到简化。、设计过程得到简化。 第5页/共27页第六页，共28页。第6页/共27页第七

3、页，共28页。相位超前校正相位超前校正校正原理？校正原理？校正方法？校正方法？校正利弊？校正利弊？ （通过实例分析（通过实例分析(fnx)来总结）来总结）7.3 基于(jy)伯德图的相位超前校正第7页/共27页第八页，共28页。相位(xingwi)超前校正原理1C1R2Rouiu7.3 基于(jy)伯德图的相位超前校正1，11)(TsTssGciu1C-+ou- +2C1R2R3R4R相位超前校正相位超前校正(jiozhng)装置及其装置及其传递函数传递函数第8页/共27页第九页，共28页。 Bode图图22)(1lg20)(1lg20)(TTLTtgTtg11)(频率特性的主要频率特性的主要

4、(zhyo)特点是：特点是：相频特性为正值；相频特性为正值；存在最大相位存在最大相位(xingwi)超超前量前量jm；w=wm处，获得处，获得jm；7.3 基于伯德图的相位(xingwi)超前校正lg10)(mL第9页/共27页第十页，共28页。-cGGRC Gc为校正为校正(jiozhng)装置，装置，G为对象为对象基于基于(jy)伯德图的相位超前校正方法伯德图的相位超前校正方法利用利用(lyng)频率响应法设计超前校正装置的步骤如下：频率响应法设计超前校正装置的步骤如下： 求求出满足稳态性能指标的开环增益出满足稳态性能指标的开环增益K K值；值； 根据求出的根据求出的K K值，画出校正前的

5、值，画出校正前的Bode图，确定此时的图，确定此时的幅值穿越频率幅值穿越频率 c1和相位裕量和相位裕量g g1；7.3 基于伯德图的相位超前校正基于伯德图的相位超前校正第10页/共27页第十一页，共28页。相位超前校正装置相位超前校正装置(zhungzh)提供的最大相位超前量提供的最大相位超前量)105(10ggmg0 g0 为系统期望为系统期望(q(qng)ng)的相角裕量的相角裕量g1 g1 未校正系统的相角裕量未校正系统的相角裕量 一般(ybn)预留抵消滞后量为510 根据根据 ，由，由 m求出求出 值值mmsin1sin17.3 基于伯德图的相位超前校正基于伯德图的相位超前校正第11页

6、/共27页第十二页，共28页。相位相位(xingwi)(xingwi)超前装置在超前装置在wmwm处的幅值处的幅值lg10)(mL 所以所以wc2wc2应选在未校正应选在未校正(jiozhng)(jiozhng)系统的系统的L(w) =L(w) =10lga10lga处。处。 当当 c2 m时，由时，由Tm1mT1TsTssGc111)( 在系统中把原放大器增益增大在系统中把原放大器增益增大 倍，或插入倍，或插入(ch(ch r) r)一个增益一个增益为为 的的 放大器。放大器。画出校正后的画出校正后的Bode图，确定此时的幅值穿越频率图，确定此时的幅值穿越频率 c2和相位和相位裕量裕量g g

7、2，校验系统的性能指标。一定要校验，不满足做。，校验系统的性能指标。一定要校验，不满足做。7.3 基于伯德图的相位超前校正基于伯德图的相位超前校正第12页/共27页第十三页，共28页。例：已知一单位反馈系统的开环传递函数例：已知一单位反馈系统的开环传递函数(hnsh)为为 试设计一个相位超前校正装置满足试设计一个相位超前校正装置满足: 相位裕量大于相位裕量大于45； 对单位速度函数对单位速度函数(hnsh)输入，输出的稳态误差小于或等于输入，输出的稳态误差小于或等于 0.01rad。)25(2500)(ssKsGg7.3 基于伯德图的相位(xingwi)超前校正第13页/共27页第十四页，共2

8、8页。解：解： 对对型系统型系统(xtng)ess=R/Kv，现，现R=101. 01001gssKe要求要求 即即 11ggKK取 画出画出Kg=1时未校正时未校正(jiozhng)系统系统Bode图，确定此时的图，确定此时的wc1和和g。7.3基于伯德图的相位(xingwi)超前校正第14页/共27页第十五页，共28页。c147g1=28c150g1=26.67.3 基于(jy)伯德图的相位超前校正第15页/共27页第十六页，共28页。471c2804. 090180)(180111cctgg若按折线若按折线(zhxin)计算计算501c6 .2604. 090180)(180111cct

9、gg7.3基于伯德图的相位(xingwi)超前校正第16页/共27页第十七页，共28页。 求出需要求出需要(xyo)相位超前网络提供的最大相位超前量相位超前网络提供的最大相位超前量jm。2252845)105(10ggm这里这里(zhl)考虑原系统相频特性在考虑原系统相频特性在wc1附近较平坦，所以只附近较平坦，所以只加加5。 由2.2sin1sin1mm决定校正系统的幅值穿越频率决定校正系统的幅值穿越频率(pnl)wc2(pnl)wc2。为了最大限度利用。为了最大限度利用相位相位 超前网络的相位超前量，超前网络的相位超前量，wc2wc2应与应与wmwm相重合。即相重合。即wc2wc2应应选在

10、未校正系统的选在未校正系统的L(w) =L(w) =10lga10lga处。处。lg10)04. 0(1lg20100lg20)(22cL0)04. 0(1100lg2020625000062524743912.34082582cm7.3基于伯德图的相位超前校正基于伯德图的相位超前校正第17页/共27页第十八页，共28页。在系统中把原放大器增益增大在系统中把原放大器增益增大2.22.2倍，或插入倍，或插入(ch(ch r) r)一个增益一个增益为为2.2 2.2 的放大器。的放大器。 画出校正后的画出校正后的BodeBode图，确定此时图，确定此时(c sh)(c sh)的幅值穿越频率的幅值穿

11、越频率wc2wc2和相位裕量和相位裕量g2g2，校验系统的性能指标。，校验系统的性能指标。 当当 c2 m时，由时，由Tm101162. 0861582 . 211mT863901162. 0102557. 012 . 21111)(ssssTsTssGc39102557. 0T)86)(25()39(2 . 22500)01162. 01)(04. 01 ()02557. 01 (100)(sssssssssG35.4502557. 001162. 004. 090180212121ccctgtgtgg7.3 基于伯德图的相位(xingwi)超前校正第18页/共27页第十九页，共28页。c1

12、47g1=28c150g1=26.6c258g=45.357.3 基于(jy)伯德图的相位超前校正第19页/共27页第二十页，共28页。7.3基于伯德图的相位(xingwi)超前校正第20页/共27页第二十一页，共28页。相位相位(xingwi)超前校正对系统的影响和限制超前校正对系统的影响和限制有利有利(yul)(yul)改善：改善： 改善了系统改善了系统(xtng)(xtng)的相对稳定性；的相对稳定性； 改善了系统改善了系统(xtng)(xtng)的快速性；的快速性； 不影响准确性。不影响准确性。7.2 基于伯德图的相位超前校正基于伯德图的相位超前校正不利因素：不利因素： 高频衰减相对减

13、弱，易引入高频谐波干扰高频衰减相对减弱，易引入高频谐波干扰第21页/共27页第二十二页，共28页。工程(gngchng)简易方法：7.2 基于伯德图的相位超前校正（工程应用补充(bchng)知识）一阶微分消弱大惯性环节一阶微分消弱大惯性环节(hunji)(hunji)的影响的影响第22页/共27页第二十三页，共28页。工程简易(jiny)方法：7.2 基于伯德图的相位超前校正（工程应用补充(bchng)知识）一阶微分消弱大惯性一阶微分消弱大惯性(gunxng)(gunxng)环节环节的影响的影响校正后的传递函数：校正后的传递函数：第23页/共27页第二十四页，共28页。工程工程(gngchng

14、)(gngchng)应应用于案例用于案例7.2 基于伯德图的相位超前校正（工程(gngchng)应用补充知识）热工系统热工系统(xtng)：第24页/共27页第二十五页，共28页。工程工程(gngchng)(gngchng)应用于案例应用于案例7.2 基于(jy)伯德图的相位超前校正（工程应用补充知识）皮带皮带(p di)输送系统：输送系统：第25页/共27页第二十六页，共28页。工程工程(gngchng)(gngchng)应应用于案例用于案例7.2 基于伯德图的相位超前校正（工程(gngchng)应用补充知识）液压传动装置液压传动装置液位控制系统液位控制系统温度温度(wnd)控制系控制系统统流体管道流体管道.等等等等第26页/共27页第二十七页，共28页。NoImage内容(nirng)总结会计学。回顾： 系统校正(jiozhng)的概念与校正(jiozhng)装置。串联校正(jiozhng) 、并联校正(jiozhng)、前馈校正(j