自动控制系统的设计--基于频率法的串联校正设计

2012-03-17 14:40:49来源: 互联网

自动控制系统的设计--基于频率法的串联校正设计

6.3.1 超前校正
用频率法对系统进行超前校正的基本原理是:通过所加的校正装置的相位超前特性来增大系统的相位裕量,改变系统开环频率特性,并要求校正网络最大的相位超前角
φm出现在系统新的剪切频率处,使校正后系统具有如下特点:低频段的增益满足稳态精度的要求;中频段对数幅频特性的斜率为-20db/dec ,并具有较宽的频带,使系统具有满意的动态性能;高频段要求幅值迅速衰减,以减少噪声的影响。

用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤可分为:

1)根据稳态误差的要求,确定系统的开环增益K,并据此画出未校正系统的伯德图,并测出其相位裕量γ1
2)由期望的相位裕量值γ ,计算超前校正装置应提供的相位超前量 φ,即

式中的ε是用于补偿因超前校正装置的引入,使系统的剪切频率增大而导致未校正系统相角迟后量的增加。ε值可以这样估计的:如果未校正系统的开环对数幅频特性在剪切频率处的斜率为-40db/dec ,一般取ε=5°-10° ;如果该频段的斜率为
-60db/dec ,则取ε=15°-20°。
3)根据所确定的最大相位超前角φm ,按式(6—8)算出相应的 α值,即


4)计算校正装置在ωm处的幅值10lg1/α (参见图6—5)。由未校正系统的对数幅频特性图,求得其幅值为-10lg1/α 处的频率,则该频率ωm就是校正后系统的开环剪切频率ωm,即ωc=ωm 。

5)确定校正网络的转折频率ω1 和ω2

  ,

6)画出校正后系统的伯德图,并验算相位裕量是否满足要求?如果不满足,则需增大ε值,从步骤3)开始重新进行计算,直到满足要求。


例 6—1 设一单位反馈系统的开环传递函数为:

设计一超前校正装置,使校正后

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关键字:控制系统  设计  频率

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0317/article_15176.html
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