自动控制原理第六章第三讲超前网络及其串联校正课件

第六章线形系统的校正方法

第三讲无源滞后-超前网络及其串联校正反馈校正、复合校正基本原理Lc(ω)0dB0o1/aT1/T复习1、超前校正网络Gc(s)=1+aTs1+Tsa﹥1低频段：1(0dB)转折频率：1aT1T斜率：[+20][-20]ω=0ω=∞0o+90o0o-90o0o0odφc(ω)dω=0令ωm=1aT1T=1T得ωm20lgaLc(ωm)=10lga10lgaφm=arcsina-1a+1关键思路：让ωm=

φm2串联超前校正计算未校正系统的相角裕度（根据确定的开环增益K，画未校正系统对数频特性

）选择成立的条件是：由上式可求出a，再由根据截止频率的要求，计算超前网络参数a和T；求出Ｔ；即可得超前网络的传递函数：则已校正系统的传递函数为：绘出校正后的对数幅频特性：验证已校系统的相角裕度，若不满足要求，应重选,一般使其增大。步骤：确定开环增益K（根据稳态误差的要求）；4、串联滞后校正步骤：根据稳态误差的要求根据要求指标要求值则画出待校正系统Bode图,并求待校正系统的确定开环增益K由下式选已校正系统的截止频率⑤确定滞后网络参数b和T

绘已校正系统Bode图，验算校正后的结束选不同的，绘制曲线-6~-24度1.无源滞后-超前网络设则有传递函数：(1)网络图：(2)传递函数：无源滞后-超前网络及其串联校正(3)对数频特性：2串联滞后超前校正1）基本原理：利用超前部分增大相角裕度，同时利用

滞后部分改善系统稳态精度。2）步骤：绘制待校正系统Bode图,并求待校正系统的确定开环增益K在上，选择斜率从-20~-40的交接频率为网络超前部分的交接频率；根据响应速度要求选择系统的截止频率，及响应衰减因子，确定方法：未校正系统的幅值量滞后超前网络超前部分在处贡献的幅值滞后-超前网络贡献的幅值衰减的最大值

由相角裕度要求，估算网络滞后部分的交接频率，得：结束绘制已校正系统Bode图，校验性能指标1）工作原理1、反馈校正开环传函为：设图中局部反馈回路为G2c(s)，其频率特性为：反馈校正、复合校正基本原理1）系统原有部分传递函数G2(s),可能测定得不准确,可能会受运行条件的影响,甚至可能含有非线性因素等,直接对它设计控制器比较困难,而Gc(s)完全是设计者选定的,可以做得比较准确和稳定。反馈校正作用的优点:也即，把G2(s)改造成1/Gc(s)，使反馈校正系统对于被控对象参数变化的敏感度降低。2）反馈信号是从系统前向通道的某一元件的输出端引出的,这就是说,信号是从功率电平较高的点传向电平较低的点。因而通常不必采用附加的放大器。因此,它所需的元件数往往比串联校正少,所用的校正装置也比较简单。3）反馈校正在系统内部形成了一个局部闭合回路,作用在这个回路上的各种扰动,受到局部负反馈的影响,往往被削弱。也就是说,系统对扰动的敏感度低,这样可减轻测量元件负担,提高测量的准确性,对于控制系统的性能也是有利的。基本原理：用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改善有重大防碍作用的某些环节，形成一个局部反馈回路；在局部反馈回路的幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，与被包围的部分无关。

适当选择反馈校正装置的形式和参数，可使已校正系统性能满足给定性能指标的要求。2、复合校正1）概念复合校正：在反馈控制系统中加入与扰动信号或输入信号有关的顺馈回路，组成一个顺馈控制与反馈控制相组合的控制系统。作用：保持系统稳定，极大减小甚至消除稳态误差，抑制所有可测的扰动。适用：存在强扰动（特别是低频），或系统稳态精度及动态性能要求很高的系统。分类:按扰动补偿,按输入补偿说明：采用前馈控制补偿扰动信号对输出的影响,首先要求扰动信号可量测,其次要求前馈补偿装置在物理上可实现,并力求简单。一般来说,主要扰动引起的误差,由前馈控制进行全部或部分补偿;次要扰动引起的误差,由反馈控制予以抑制。这样,在不提高开环增益的情况下,各种扰动引起的误差均可得到补偿,从而有利于同时兼顾提高系统稳定性和减小系统稳态误差的要求。2）按扰动补偿)(sR)(sG)(sE)(1sG)(sG)(2sG)(sC)(sGr+3）按输入补偿系统输出：系统误差：当：时，对输入的误差全补偿条件说明：以上结论仅在理想条件下成立：(1)无论是输出响应完全复现输入或是完全不受扰动影响,都是在传递函数零、极点对消能够完全实现的基础上得到的。由于控制器和对象都是惯性的装置,故G1(s)和G2(s)的分母多项式的s阶数比分子多项式的s阶数高。据补偿式可见,要求选择前馈装置的传递函数是它们的倒数,即Gr(s)或Gn(s)的分子多项式的s阶数应高于其分母多项式的s阶数,这就要求前馈装置是一个理想的(甚至是高阶的)微分环节。