第6章-线性系统的校正方法课件.ppt

1、2022-12-16Automatic Control Principle1第六章第六章 线性系统的频率法校正线性系统的频率法校正l 本章主要与学习重点本章主要与学习重点l 第一节第一节 系统的设计与问题系统的设计与问题l 第二节第二节 常用校正装置及特性常用校正装置及特性l 第三节第三节 串联校正串联校正 l 第四节第四节 反馈校正反馈校正l 第四节第四节 复合校正复合校正l 小结小结2022-12-16Automatic Control Principle22022-12-16Automatic Control Principle3系统的分析问题系统的分析问题：在系统结构和参数已经确定的：

2、在系统结构和参数已经确定的情况下，计算或估算系统的性能指标。情况下，计算或估算系统的性能指标。但在实际中常常提出相反的要求但在实际中常常提出相反的要求控制系统的校控制系统的校正，是正，是系统设计系统设计的一个组成部分的一个组成部分校正校正：在系统中加入校正：在系统中加入校正 环节（或装置）改善系环节（或装置）改善系统性能，满足统性能，满足给定的给定的性能指标性能指标性能指标确定的原则：便于物理实现、经济性好、性能指标确定的原则：便于物理实现、经济性好、可靠性高；局部与整体的配合可靠性高；局部与整体的配合6-1 系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题当当被控对象给定被控对象给定后，后，设计一个

3、实际的控制系统设计一个实际的控制系统一般要一般要确定：确定：（1）根据所要求的被控信号的最大速度或速度等，）根据所要求的被控信号的最大速度或速度等，初步选择执行元件初步选择执行元件的形式、特性和参数。的形式、特性和参数。（2）根据要求的测量精度、抗扰动能力、被测信号）根据要求的测量精度、抗扰动能力、被测信号的物理性质、测量过程中的惯性、非线性度等因素，的物理性质、测量过程中的惯性、非线性度等因素，选择测量元件选择测量元件。（3）根据执行元件的功率要求，选择功率放大器；）根据执行元件的功率要求，选择功率放大器；根据系统设计增益的要求确定增益可调的前置根据系统设计增益的要求确定增益可调的前置放大器

4、放大器。若仅靠调整放大器增益或系统已有的元部件参数，不若仅靠调整放大器增益或系统已有的元部件参数，不能使得系统性能指标满足要求，则要在系统中加入参能使得系统性能指标满足要求，则要在系统中加入参数及特性可调整的数及特性可调整的校正装置校正装置。2022-12-16Automatic Control Principle4u校正设计方法分类：校正设计方法分类：（1）时域性能指标：单位阶跃响应的峰值时间、调节时间、）时域性能指标：单位阶跃响应的峰值时间、调节时间、超调量、阻尼比、稳态误差等；超调量、阻尼比、稳态误差等；根轨迹法校正根轨迹法校正（2）频域性能指标：相角裕度、幅值裕度、谐振峰值、闭）频域性

5、能指标：相角裕度、幅值裕度、谐振峰值、闭环带宽、静态误差系数等环带宽、静态误差系数等频率法校正频率法校正。在实际应用中频率法校正更加广泛。两种指标可互换。在实际应用中频率法校正更加广泛。两种指标可互换。u频率法的校正装置设计频率法的校正装置设计 (1)试探法（分析法），试探法（分析法），(2)希望特性法希望特性法（综合法）（综合法）u主要校正方式：串联校正、反馈校正、前馈校正、复合校主要校正方式：串联校正、反馈校正、前馈校正、复合校正。正。2022-12-16Automatic Control Principle53、二阶系统频域指标与时域指标的关系二阶系统频域指标与时域指标的关系谐振峰值谐振

6、峰值)707.0(12/12rM)707.0(212nr谐振频率谐振频率带宽频率带宽频率42244221nb截止频率截止频率24241nc相角裕度相角裕度24241 arctg2022-12-16Automatic Control Principle6超调量超调量%100%21/e调节时间调节时间nst/5.3tgtsc/74、高阶系统频域指标与时域指标的关系高阶系统频域指标与时域指标的关系谐振峰值谐振峰值超调量超调量调节时间调节时间sin/1rM)1(4.016.0rMcsKt/)8.11()1(5.2)1(5.122rrrMMMK2022-12-16Automatic Control Pr

7、inciple7串联校正串联校正与反馈校正与反馈校正串联串联校正校正被控被控对象对象反馈反馈校正校正前置放大、前置放大、功率放大功率放大)(sR)(sN)(sC前馈校正前馈校正前馈前馈校正校正被控被控对象对象反馈反馈校正校正前置放大、前置放大、功率放大功率放大)(sR)(sC2022-12-16Automatic Control Principle8复合校正复合校正)(sNG1(s)G2(s)Gn(s)(sR)(sCG1(s)G2(s)Gr(s)(sC)(sR2022-12-16Automatic Control Principle9（1）比例（）比例（P）控制）控制)1(sKp)(sM)(s

8、C)(sR)(sE（2）比例）比例-微分（微分（PD）控制）控制pK)(tm)(tc)(tr)(tedttdeKteKtmpp)()()()()(teKtmp PD控制器中的微分控制规律，控制器中的微分控制规律，能反应输入信号的变化趋势能反应输入信号的变化趋势，产生有效的早，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的稳定性。在串联期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的稳定性。在串联(超前超前)校正时，可使系统增加一个开环零点，使系统的相角裕度提高，因而有助于校正时，可使系统增加一个开环零点，使系统的相角裕度提高，因而有助于系统系统动态性能的改善。动态性能的改善。在串

9、联校正中，加大控制器增益，可以提高系统的开环增在串联校正中，加大控制器增益，可以提高系统的开环增益，益，减小系统稳态误差减小系统稳态误差，从而提高系统的控制精度，但，从而提高系统的控制精度，但会降低会降低系统的相对稳定性系统的相对稳定性，甚至可能造成闭环系统不稳定。因此在系，甚至可能造成闭环系统不稳定。因此在系统校正设计中，统校正设计中，很少单独很少单独使用比例控制规律使用比例控制规律2022-12-16Automatic Control Principle10（3）积分（）积分（I）控制）控制tideKtm0)()(sKi/)(sM)(sC)(sR)(sE（4）比例）比例-积分（积分（PI）

10、控制）控制)(1)()()()(00tiptippdeTteKdeTKteKtm)11(sTKip)(sM)(sC)(sR)(sE 在串联校正中在串联校正中,采用积分控制可提高系统采用积分控制可提高系统型别型别，有利于系统，有利于系统稳态性能的提高稳态性能的提高，但积分控制使系统增加了一个位于原点的，但积分控制使系统增加了一个位于原点的开环极点，于系统的稳定性不利。开环极点，于系统的稳定性不利。在串联在串联(迟后迟后)校正时，校正时，PI控制器相当于在系统中增加了一个控制器相当于在系统中增加了一个位于位于原点的开环极点原点的开环极点，同时增加了一个位于，同时增加了一个位于s左半平面的左半平面的

11、开环开环零点零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以减小系统的稳态误差，位于原点的极点可以提高系统的型别，以减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能；而增加的负实零点则用来减小系统的阻尼改善系统的稳态性能；而增加的负实零点则用来减小系统的阻尼程度，缓和程度，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。在控制工程实践中，响。在控制工程实践中，PI控制器主要用来控制器主要用来改善稳态性能改善稳态性能.2022-12-16Automatic Control Principle11例例 设比例设比例-积分控制系统，对象传递函数积分控制系统，对象传

12、递函数为为)1()(00TssKsG分析分析PI 控制对系统稳态性能的改善控制对系统稳态性能的改善。)1()1()()()(200TssTsTKKsGsGsGiipc21/)(sRsR没有没有PI控制或比例控制，系统稳态误差为控制或比例控制，系统稳态误差为 或或 01/KRpKKR01/采用采用PI控制，稳态误差为零控制，稳态误差为零而且可以调整积分时间常数而且可以调整积分时间常数 ，使得系统闭环稳定，使得系统闭环稳定。iT解：解：)11(sTKip2022-12-16Automatic Control Principle12（5）比例）比例-积分积分-微分（微分（PID）控制）控制)()11

13、()()()(1)()()()()(00sEssTKsMdttdedeTteKdttdeKdeTKteKtmiptipptipp)(sM)(sC)11(ssTKip)(sR)(sE2022-12-16Automatic Control Principle13iiiiipciiiipipcTTTTsssTKsGTssTsTTKssTKsEsMsG41121,41121)1)(1()(1/4 1)11()()()(21212若 PID在串联校正时，除可提高系统的型别外，在串联校正时，除可提高系统的型别外，还将增加了还将增加了二个负实零点二个负实零点。多增加的负实零点可减小系统的阻尼程度，从。多增加

14、的负实零点可减小系统的阻尼程度，从而在提高系统而在提高系统动态性能动态性能方面比方面比PI具有更大的优越性具有更大的优越性.2022-12-16Automatic Control Principle14无源校正网络无源校正网络:通常是由一些阻容元件组成的。根据网络特通常是由一些阻容元件组成的。根据网络特性，可分为相位超前、相位迟后、相位性，可分为相位超前、相位迟后、相位迟迟后一超前校正网络。后一超前校正网络。有源校正网络：无源网络与运算放大器有源校正网络：无源网络与运算放大器;测速发电机与无源测速发电机与无源网络网络1 1、RC超前网络超前网络1R2RcuCruCRRRRTTsaTsasUsU

15、rc2121,111)()(1221RRRa6-2 常用校正装置、特性及串联校正常用校正装置、特性及串联校正2022-12-16Automatic Control Principle15对数频率特性对数频率特性22221)1()(1lg201lg20 )(lg20)(aTTaarctgarctgTarctgaTTaTjaGLccc进一步进一步11)()()(TsaTssUsUasaGrcc11arcsin21,1,0)(aaaaarctgaTddmmc需要设计的校正装置需要设计的校正装置实际校正网络实际校正网络1/T1/aT2022-12-16Automatic Control Princip

16、le16aajaGLmcmclg10lg20)(lg20)()(Lalg20alg10decdB/20)(mmT/1aT/1分度系数分度系数 的选择的选择(微分微分)a20a对于无源超前校正主要是确对于无源超前校正主要是确定定两端的交接频率两端的交接频率，进而才，进而才能确定校正网络。能确定校正网络。1,11)(2211121RRRaCRRRRTTsaTssGc11)(TsaTssGc2022-12-16Automatic Control Principle172、串联超前校正设计步骤：、串联超前校正设计步骤：（1）根据稳态指标要求，确定开环增益）根据稳态指标要求，确定开环增益K；（2）由已知

17、的开环增益，计算未校正系统的相角裕）由已知的开环增益，计算未校正系统的相角裕度；度；（3）若）若 未给定未给定,则根据设计指标要求，确定在系则根据设计指标要求，确定在系统中需要增加的相角超前量统中需要增加的相角超前量（4）确定）确定（5）若）若 已经给定已经给定,则选则选 ；然后；然后由由 确定确定a（6）计算）计算（7）验算）验算mmasin1sin1mmaaTaT,1mccm0lg10)(aLmc2022-12-16Automatic Control Principle18例例 设单位反馈系统，被控对象传递函数设单位反馈系统，被控对象传递函数)1()(ssKsG1.0sse要求在单位斜坡信

18、号作用下，输出稳态误差：要求在单位斜坡信号作用下，输出稳态误差：开环系统截止频率：开环系统截止频率：相角裕度：相角裕度：试设计串联无源超前网络。试设计串联无源超前网络。sec)/(4.4 radc 45 101.011 )1(KKKevss解：解：2022-12-16Automatic Control Principle19(2)未校正系统开环传递函数未校正系统开环传递函数1log20log2010log20)()1(10)(,)1(10)(2LjjjGsssG)/(16.310401lglg10lg20sradcc456.1716.390180arctg)(L1001011.02040202

19、2-12-16Automatic Control Principle20放大器增益再提高放大器增益再提高a=4倍，抵消校正网络的衰减。倍，抵消校正网络的衰减。456.0114.04aT1114.01456.0)(sssGc(3)确定确定a求出交接频率求出交接频率)(114.044.4111 saTaTmmcmc4.4 取4100lg10)(6110lg20)(6.02 aadBLccc)(L1001011.02040 c2022-12-16Automatic Control Principle21校正后的系统开环传递函数校正后的系统开环传递函数)1114.0)(1()1456.0(10)()(

20、sssssGsGc457.494.4114.04.4456.04.490180 arctgarctgarctg)(L1001011.02040验算验算2022-12-16Automatic Control Principle223 3、串联超前校正的优点：、串联超前校正的优点：（1）主要效果是中频段的校正，使系统）主要效果是中频段的校正，使系统中频段中频段的斜的斜率为率为-20dB/dec,使系统具有使系统具有4560 的相角裕度的相角裕度（2）可以）可以加快加快系统的系统的反应速度反应速度(c)缺点：缺点：（1）因）因的要求，不能使分度系数的要求，不能使分度系数a过大。过大。（2）原系统在截

21、止频率附近）原系统在截止频率附近时，不宜时，不宜用串联超前校正。用串联超前校正。2022-12-16Automatic Control Principle23rucuc2R1R1)(11)()()(21221RRRbCRRTTsbTssUsUsGrccbbbTmm11arcsin1L)(blg20blg10mmbT1T1decdB/20特点：无源迟后网络对高频噪特点：无源迟后网络对高频噪声信号有削弱作用，声信号有削弱作用，b值越小，值越小，通过迟后网络的噪声电平就越通过迟后网络的噪声电平就越低。低。应用在对系统响应速度要求不应用在对系统响应速度要求不高，高，对噪声抑制要求较高的场合；对噪声抑制

22、要求较高的场合；4 4、RC迟后网络迟后网络2022-12-16Automatic Control Principle24604020)(L204001.01.0110100)(c90cc bT1180利用网络的利用网络的，降低降低系统的开环系统的开环截止频率截止频率，来换取较大的相角裕度。来换取较大的相角裕度。为此，要避免因迟后网络带为此，要避免因迟后网络带来的最大迟后角发生在拟校来的最大迟后角发生在拟校正系统新的开环截止频率正系统新的开环截止频率 附近，以免附近，以免增加相角迟后量增加相角迟后量，影响动态性能，影响动态性能.cTbTbLbcc )25.01.0(1,0)(log20 迟后网

23、络用于串联校正的主要作用：迟后网络用于串联校正的主要作用：2022-12-16Automatic Control Principle25设系统为单位反馈设系统为单位反馈最小相位系统最小相位系统，（1）根据稳态误差要求，确定开环增益）根据稳态误差要求，确定开环增益K；（2）利用已确定的开环增益，绘制未校正系统的对数频率特性）利用已确定的开环增益，绘制未校正系统的对数频率特性，确定截止频率确定截止频率 、相角裕度、相角裕度 和幅值裕度和幅值裕度 ；（3）根据相角裕度）根据相角裕度 要求，选择校正后系统的截止频率要求，选择校正后系统的截止频率 :即即（4）选定迟后网络的交接频率）选定迟后网络的交接频

24、率 1/bT 和和 1/Tc)(dBh cTbTbLbcc )25.01.0(1,0)(log205、迟后校正网络设计步骤：、迟后校正网络设计步骤：)()(ccc)146()(oocc2022-12-16Automatic Control Principle26例：设单位反馈控制系统的开环传递函数为例：设单位反馈控制系统的开环传递函数为要求：要求：试设计串联校正装置。试设计串联校正装置。解：解：)12.0)(11.0()(sssKsG)(1040)(301dBhsKv)/(3.2 sradc)(30)(lim )1(10sKssGKsv)12.0)(11.0(30)(jjjjG2022-12-

25、16Automatic Control Principle27)/(5.1102.03002.01.030log203/13 sradcc1)2.0(log201)1.0(log20log2030log20)(log20 )2(22jG2.01.090)(arctgarctg5.255.6649902.01.090)(180cccarctgarctg 未校正系统不稳定，截止频率远大于要求值，通过串联未校正系统不稳定，截止频率远大于要求值，通过串联单个超前校正环节不可能产生如此大的相位超前角，因此单个超前校正环节不可能产生如此大的相位超前角，因此考虑采用考虑采用迟后校正迟后校正。)12.0)(1

26、1.0(30)(jjjjG2022-12-16Automatic Control Principle28)/(5.2 501040)(2.01.090)()3(sradarctgarctgcccccc0)5.2(log20 )4(Lb604020)(L204001.01.0110100)(c90)(22 5.2log2030log20)5.2(dBLcc bT108.01.1logbb180)12.0)(11.0(30)(jjjjG2022-12-16Automatic Control Principle29(5)校验：校验：3.55.2505.24)5.2(arctgarctgc)(505.

27、21.008.01,1.01 sTbTc取ssTsbTssGc5014111)(443.52.01.090)(cccarctgarctg)(10)7.6()7.6(log20)/(7.6 1805042.01.090)(dBjGjGsradarctgarctgarctgarctgcx则)12.0)(11.0(5014130)()(ssssssGsGc2022-12-16Automatic Control Principle30若校验结果还不能完全满足设计要求，需要进一步调若校验结果还不能完全满足设计要求，需要进一步调整截止频率或附加的迟后环节相位补偿量整截止频率或附加的迟后环节相位补偿量)(c

28、c6、串联超前校正和串联迟后校正的比较：、串联超前校正和串联迟后校正的比较：（1）超前校正：利用）超前校正：利用相位超前特性相位超前特性 迟后校正：利用迟后校正：利用高频段幅值衰减高频段幅值衰减特性特性（2）超前校正：要附加放大倍数）超前校正：要附加放大倍数 迟后校正：不需要附加放大倍数迟后校正：不需要附加放大倍数（3）超前校正：截止频率提高，带宽大于迟后校正，）超前校正：截止频率提高，带宽大于迟后校正，改善系统动态特性改善系统动态特性 迟后校正：降低截止频率，使得系统响应变慢迟后校正：降低截止频率，使得系统响应变慢2022-12-16Automatic Control Principle31

29、作业 P2386-36-42022-12-16Automatic Control Principle32串联迟后串联迟后-超前校正超前校正1R1C2C2Rrucu当未校正系统不稳定，且系统指标既要考虑当未校正系统不稳定，且系统指标既要考虑指标指标（响应速度、相位裕度）时，仅用一种校（响应速度、相位裕度）时，仅用一种校正方式难以实现，这时可考虑串联迟后正方式难以实现，这时可考虑串联迟后-超前校正装置。超前校正装置。1、迟后、迟后超前校正网络超前校正网络)1(,11111)()1)(1()(21221122;11212211222112211aaTaTCRCRCRTCRTCRsaTsTsaTsTs

30、CRCRCRsCRCRsCRsCRsGbababbaac其中：2022-12-16Automatic Control Principle33网络的网络的迟后迟后部分：部分：网络的网络的超前超前部分：部分：11saTsTbb11saTsTaa2111;1,1TTTTbbaa相角为零处的频率)1(1111)(asaTsTsaTsTsGbbaac因为因为1a)()(LabbaaadecdB/20alg20decdB/2012022-12-16Automatic Control Principle342、串联迟后、串联迟后-超前校正设计步骤：超前校正设计步骤：（1）根据稳态性能确定开环增益）根据稳态性

31、能确定开环增益K；（2）绘制未校正系统的对数幅频特性，求未校正系统的截）绘制未校正系统的对数幅频特性，求未校正系统的截止频率、相角裕度、幅值裕度止频率、相角裕度、幅值裕度（3）确定超前网络的交接频率）确定超前网络的交接频率 ：在未校正系统对数幅：在未校正系统对数幅频特性上选择频特性上选择 -20dB/dec 变为变为-40dB/dec的交接频率作为的交接频率作为（4）由响应速度选择截止频率）由响应速度选择截止频率 （5）校正网络衰减因子）校正网络衰减因子bbc a10lg20)(lg20 bccLa2022-12-16Automatic Control Principle35（6）根据相角裕度

32、要求，估算校正网络迟后部分的交接频）根据相角裕度要求，估算校正网络迟后部分的交接频率率（7）校验）校验a例：设未校正系统开环传递函数为例：设未校正系统开环传递函数为)121)(161()(0sssKsG设计校正装置，使系统性能满足以下要求：设计校正装置，使系统性能满足以下要求：（1）误差系数）误差系数Kv=180/s（2）相角裕度为）相角裕度为（3）幅值裕度）幅值裕度10dB（4）调节时间调节时间3s 45vK2022-12-16Automatic Control Principle36解：解：作未校正系统对数幅作未校正系统对数幅频特性频特性1180 )1(sKKv)/(9.121218001

33、2/180lg20 )2(33 sradcc)121)(161(180)(0ssssG)(L604020204001.01.011010026)121)(161(180)(0ssssG2022-12-16Automatic Control Principle37(3)采用迟后采用迟后超前校正，考察未校正的对数幅频曲线可知：超前校正，考察未校正的对数幅频曲线可知：56816590216190)(180cccarctgarctg)/(2.3305.3,05.3)1(5.2)1(5.12,2sin145),(3 )4(2 sradKtMMKMstccsrrrs2 ,/20,2bdecdB)(L604

34、020204001.01.011010026)121)(161(180)(0ssssG2022-12-16Automatic Control Principle38校正后系统的截止频率：校正后系统的截止频率：)/(5.3,62.3 sradcc02.0/1,9.5103.34lg2025.3lg20)5.3(lg20aaaLa1111)(saTsTsaTsTsGbbaac超前部分超前部分迟后部分迟后部分)(L604020204001.01.0110100H)2/5.3lg20)5.3(lg20La)5.3(L2611041121111sssasaa2022-12-16Automatic Con

35、trol Principle39)104/1)(521(1)6/1(180jjjjjaa455.1785.37.57104526190180 aacaccacarctgarctgarctgarctgarctgarctg905.178),/(2abaarctgsrad根据相角裕度要求，估算校正网络迟后部分的交接频率根据相角裕度要求，估算校正网络迟后部分的交接频率(5)校正后系统校正后系统104/12/15211)6/1)(2/1(180)()(jjjjjjjjGjGaac104/12/15211)(jjjjjGaac2022-12-16Automatic Control Principle40中

36、频带宽中频带宽22.5678.0H)01.01)(641(28.11)167.01(180)()(ssssssGsGc)01.01)(641()5.01)(28.11()(sssssGc)(L604020204001.01.0110100H02/5.3log20log20)5.3(aL)5.3(L26)/(78.03.775.3905.37.5745 sradarctgarctgaaa2022-12-16Automatic Control Principle41)01.01)(661()27.11()167.01(180)()(sssssjGsGcooooocaccoacoarctgarctg

37、arctgarctgarctgarctg3.457.893.777.5779.05.17879.05.37.57104526190180 检验：检验：oxxxoxxarctgarctgarctgarctg18010479.052619079.0)(sec)/(28 radx)(5.2001.06627.1167.0180log20|)()(|log20dBjGjGhxxxxxxcx 2022-12-16Automatic Control Principle42有源校正装置：无源网络与运算放大器有源校正装置：无源网络与运算放大器 测速发电机与无源网络测速发电机与无源网络有源校正有源校正2022-

38、12-16Automatic Control Principle436-4 反反 馈馈 校校 正正C(s)/R1(s)=G2(s)/1+G2(s)Gc(s)通过适当选择反馈通道的传递函通过适当选择反馈通道的传递函数数Gc(s)，使，使|G2(s)Gc(s)|1则则 C(s)/R1(s)1/Gc(s)系统局部反馈回路的传递函数系统局部反馈回路的传递函数2022-12-16Automatic Control Principle44 如图所示，设如图所示，设G(s)为惯性环节，则被为惯性环节，则被比例负反馈包围后的传函为：比例负反馈包围后的传函为：2022-12-16Automatic Contro

39、l Principle45如图如图(a)开环系统，设参数变开环系统，设参数变化化G(s)，C(s)，这时开，这时开环系统的输出为环系统的输出为 C(s)+C(s)=G(s)+G(s)R(s)因为因为 C(s)=G(s)R(s)则则 C(s)=G(s)R(s)2022-12-16Automatic Control Principle46)()(1)()(1)()(sRsGsGsGsGsC2022-12-16Automatic Control Principle47设计举例：设计举例：测速：测速-相角超前网络反馈校正相角超前网络反馈校正系统结构如图所示系统结构如图所示未校正系统的参数未校正系统的参

40、数：)(sC)1(11sTsK122sTsTsKt)(sE)(sR)(025.0,)(440111sTsK要求校正后系统要求校正后系统：)/(40,50sradco具有一定的噪声抑制能力，试确定测速反馈系数具有一定的噪声抑制能力，试确定测速反馈系数 和超前网络时间常数和超前网络时间常数 tK2T2022-12-16Automatic Control Principle48解：已校正系统开环传递函数解：已校正系统开环传递函数2111221212122121)1(,)1)(1()1(1)()1()(TTKKTTTTTTsTsTssTKsTKKTTsTTssTKsGtt特点：（特点：（1）校正后系统

41、的开环增益不变；）校正后系统的开环增益不变；（2）在参数选择时，若保证）在参数选择时，若保证12TTTT)1()1()1()(21sTsTsTsKsG因此考察因此考察：)(sC)1(11sTsK122sTsTsKt)(sE)(sR相当于串相当于串联迟后校联迟后校正部分正部分保持增益不变，保持增益不变，时间常数减少时间常数减少的测速反馈部的测速反馈部分分2022-12-16Automatic Control Principle49用分析法选择反馈校正装置的参数：用分析法选择反馈校正装置的参数：（1）绘制未校正系统对数幅频特性，确定系统的截止频率和）绘制未校正系统对数幅频特性，确定系统的截止频率和

42、相角裕度。相角裕度。最后选择适当的测速发电机和超前网络。最后选择适当的测速发电机和超前网络。1/2TT令令的不同的值，选出满足相角裕度和的不同的值，选出满足相角裕度和截止频率指标要求的截止频率指标要求的 值，再计算测速反馈系数值，再计算测速反馈系数 和超前网络时间常数和超前网络时间常数2TtK2/TT)1025.0(440)(1sssG1)025.0(lg20lg20440lg20)(21Loccoarctgarctg8.16025.090)(,025.090)(10111)/(7.132025.0440,0025.0440lg20111sradccc相角裕度偏小，相对稳定性较差，噪声电压较高

43、。相角裕度偏小，相对稳定性较差，噪声电压较高。)(L20406010001001012022-12-16Automatic Control Principle50（2）选择测速校正参数）选择测速校正参数0025.0/,1.0/212TTTTTT)10025.0(440)1()(12sssTsKsGooccarctg506.43025.090)(2022)/(5.4190025.0440,00025.0440log20222sradccc截止频率太高，使得抑制噪声能力下降。截止频率太高，使得抑制噪声能力下降。)(L20406010001001012022-12-16Automatic Contr

44、ol Principle51（3）加入等效串联迟后校正，选择时间常数）加入等效串联迟后校正，选择时间常数2T11.0/,1.022TTT)1()11.0()1()1()(23sssTsTsG)1()11.0()10025.0(440)()(32sssssGsG校正后系统校正后系统)/(44,0)(1.0440log202sradcccooccccarctgarctgarctg50720025.01.090)(03（4）选择测速发电机与无源超前网络）选择测速发电机与无源超前网络)/(02.00199.0)1(10025.01.0)4401(025.01,)1(211211sradVTTTTKKK

45、TTKKTTttt)(L20406010001001012022-12-16Automatic Control Principle522022-12-16Automatic Control Principle532022-12-16Automatic Control Principle54作业P2406-62022-12-16Automatic Control Principle55)(L604020204001.01.01101002022-12-1656精品课件精品课件！2022-12-1657精品课件精品课件！2022-12-16Automatic Control Principle5810201lglg201020lg1lg401000100lg2022211KK12122111110020lglg401040lg10lg2010010KKv