1、第七章 反馈控制系统的校正第4小节 利用频率特性的系统校正(1)一、期望的开环频率特性模型1.在中频段以-20dB/dec的斜率，十倍频左右宽度穿越0dB线，穿越频率值 适度，并保证足够的相位裕量 。2.在低频段有足够的高度，以保证稳态精度。但不能有转折频率很低的惯性环节，否则对应的时间常数过大，导致系统响应太慢。3.在高频段有足够的衰减特性，抗干扰性强。因为干扰等噪声信号都属于高频信号，所以高频段应该截止这些信号。c6040a. 增加低频增益 b. 改善中频段特性 c. 兼有前两种补偿 原理：利用超前校正提供的 ，提升原系统在幅值穿越频率处的相位 ，从而提升系统的相位裕量 。0m()c 18
2、0()c 二、串联超前校正频率法设计超前校正装置的步骤(1)(1) 根据稳态误差要求，确定开环增益K。(2) 根据已确定的开环增益K，绘制未补偿系统开环传递函数G0(s) 伯德图，确定末补偿系统的截止频率 和相位裕度 。c (3) 计算超前补偿环节所需提供的最大相位超前角m (5 10 )m 其中是相位裕度的设计指标， 是未补偿系统的相位裕度， 用来补偿由于超前补偿使系统截止频率增加而产生的附加相位滞后角。 (5 10 )(4) 计算 值及Lc(m)1sin1sinmm()10lg ()cmLdB (5) 为了把 对准补偿后的系统截止频率 ，在未补偿系统的对数幅频特性上查找一点 ，该点的幅值为
3、 ，该点的频率即为已补偿的系统的截止频率，从而确定 。 再令 超前补偿环节参数 ，T 初步确定。 (6) 绘制补偿后的系统的对数坐标图，检验幅值裕度是否满足要求。mcc10lg 1mcT例 单位反馈系统的开环传递函数：设计要求：系统速度的稳态误差 ；相角裕量 。1.确定K使系统满足稳态性能：2.绘制系统的Bode图：20) 15 . 0(lim)(lim000KssKsssGKssv20vK50) 15 . 0()(0ssKsGdBKL2620lg20lg20) 1 (？26(2)20(lg1lg 2)(2)20(2)040(lg 2lg)6.3ccLLdBL ()()20 (lglg)bab
4、aLLx Bode图中的直线关系：3.配置超前校正网络：11( )90(0.5 )180()18090(0.56.3)1809072.417.6ctgtg 显然不符合系统设计要求TTTTkkTsTsksGcccc11, 111,111)(考虑将超前校正网络的幅频特性叠加在系统的 附近， 提升 。ca.将校正网络的 对准系统的 叠加。由于幅值的提升，导致实际的 向左偏移至 。相应的相角减小，估计约 。cmcc7()()7180()180()717.67cccc c.校正后穿越频率处的幅值提升：1sinsin400.6414.56m10lg10lg4.566.6dBb.校正网络需提供的相角为：50 ,5040mm0( 6.6)40(lglg)40(lg6.3lg)9.2ccccm T2111,9.2110.05,0.239.24.56mmmcmTTTTTe.计算校正网络参数 ：d.计算 ：（直线法）cf.超前校正网络：4.校正后的相角裕量：01110.23120( )( )0.051(0.51)()0.230.05900.5()64.724.79077.7127.7180()52.3cccsGs Gsssstgtgtg 0.2314.35( )4.60.05120cssG sss符合设计要求
