提高系统的相角裕度课件.ppt

1、20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章

2、控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)707.0(1212rM)707.0(212nr42244221nb24241

3、nc20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计2412412tan%100%21etan75.3scnstt或或sin1rM)8.11()1(4.016.0rrMMcsKt)8.11()1(5.2)1(5.122rrrMMMK20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计%p 最最大大超超调调量量 相相位位裕裕量量rM谐谐振振峰峰值值st调调整整时时间间c 幅幅值值

4、穿穿越越频频率率rb 谐谐振振频频率率截截止止频频率率20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计dB)(L0带宽b330M1n)(j)(jR)(jN)0(j)0(

5、707.0jM0n1Mb)105(n1b020092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)(sR)(sC)(sG)(sH)(sE)(sGc)(sGo)(sR)(sC)(sH)(sE)(sGo)(sGc20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)(sR)(sC)(sG)(sH)(sE)(sG)(sGc)(sC)(sG)(sN)(sG)(sGc20092009年校级精品

6、课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系

7、统的校正与设计pcKsEsUsG )()()(pcKjG)(pcKLlg20)(0)(c20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)1()()()(sTKsKKsEsUsGdpdpc dK20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正

8、与设计控制系统的校正与设计)1()()()(sTKsEsUsGdpc )1()(dpcjTKjG 221lg20lg20)(dpcTKL dcTtg1)(20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计sTsTKsTKsKKsEsUsGiipipipc1)11()()()(20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制

9、原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计sTsTKsTKsEsUsGiipipc1)11()()()(iipcjTjTKjG 1)(iipcgTTKL201lg20lg20)(22 90)(1 icTtg20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092

10、009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计 090)(1 icTtg20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计）（sTsTKsKsKKsEsUsGdipdipc 11)()()(sss )1)(1(21 sssK121)1)(1(20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制

11、系统的校正与设计2 1 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨

12、国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计1,1111)1()1/()(221212121211212122RRRaCRRRRTTsaTsaCsRRRRCsRRRRCSRRRsGcT/1aT/111)(TsaTssaGcrucu1R2RC20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计22221)1()(

13、1)(log201)(log20)(log20)(aTTaarctgarctgTarctgaTTaTjaGLccc11arcsin21,1,0)(aaaaarctgaTddmmc)(LdecdB/20alog20alog20aT/1m)(T/1majaGLmmclog20)(log20)(200 a分度系数 的选择ama20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计02468101214161820010203040506070024681012141618200246810121

14、4alg10malg10m20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计aTaTTaTm1,1log)1log1(log21log1120092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计1Rrucu2RC1,)(111)(1)1(1)(21221212212RRRbCRRTTsbTsCsRRCsRCSRRCSRsGcbaaabaj0-1/bT -1/T20092009年校级精

15、品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)(LdecdB/20blog20blog20)(T/1mbT/1mbTm1bbm11arcsin20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计T1bTT11T1blg20bTT11与bTm1bbm11arcsin20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与

16、设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计 cbT1 c101 cbT c2 )(1)1()(ccccccTbTbarctgTarctgbTbTc10)1(1.0100)1(10)10(110)1()(2 barctgbbarctgbbbbarctgcc)(cc20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计-2-1.8-1.6-1.4-1.2

17、-1-0.8-0.6-0.4-0.20-40-200-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20-10-50)(cc)(cc610020092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计1Rrucu2R1C2C2122112,1)()1)(1()(CRTCRTCRTsTTTsTTsTsTsGabbaabbababacabbababacTTTTTTTTTsTsTsTsTsG212121,)1)(1()1)(1()(,)1()1()1()1()(,1,21211s

18、aTsTsaTsTsGaTTaTTaTTTTTTbbaacbabaa20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计,)1()1(saTsTbb)1()1(saTsTaa1a)(decdB/20alog20decdB/20)(Labaa/ba20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计10)(11111aTarctgarctgaTarctgTarctgTbaba01)(

19、1)(211211aTaTaTaTarctgTTTTarctgbabababa121baTTbaTT1111baaabaj020092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与

20、设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计nbs 5.05 s 0hn mb 2.0 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理

21、主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年

22、校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计处处。系系统统的的幅幅值值穿穿越越频频率率正正后后大大相相位位超超前前角角产产生生在在校校时时，应应把把它它所所产产生生的的最最，在在设设计计超超前前校校正正装装置置为为了了充充分分利利用用这这一一特特性性c 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计。超超前前角角，计计算算需需要要增增加加的的相相位位根根据据要要求求的的相相位位裕裕度度 0.3c。图

23、图，并并求求得得其其相相位位裕裕度度，画画出出未未校校正正系系统统的的根根据据已已确确定定的的开开环环增增益益0.2 Bode。取取量量。一一般般增增大大而而增增加加的的相相角角滞滞后后幅幅值值穿穿越越频频率率置置的的引引入入，使使系系统统的的用用于于补补偿偿因因超超前前校校正正装装ooc205 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计。，且且校校正正后后的的的的频频率率，这这个个频频率率即即是是处处上上找找出出幅幅值值为为系系统统的的对对数数幅幅频频特特性性图图。在在未未校

24、校正正处处的的幅幅值值计计算算校校正正装装置置在在mccm 111lg101lg10.5mmcm sin1sin1.4 值值，计计算算相相应应的的取取最最大大超超前前角角20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计，重重新新设设计计。增增大大要要求求，如如不不满满足足，则则需需满满足足图图，验验证证相相位位裕裕量量是是否否画画出出校校正正后后的的 Bode.7 111111.6cccmTTT ，可可得得转转折折频频率率根根据据TsTssGc 11)(则则校校正正装装置置的的传传递

25、递函函数数20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计，则则时时，由由输输入入为为单单位位速速度度函函数数解解：10001.0101.0)1(vssKe时时满满足足稳稳态态精精度度要要求求。即即可可得得，再再由由取取11100)(lim10000 kkkssGKKsvv。相相角角裕裕量量大大于于，输输入入为为单单位位速速度度函函数数时时要要求求例例：一一单单位位负负反反馈馈系系统统0045)2(;01.0)1(:)25(2500)(ssessksG例例120092009年校级精品

26、课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计图图时时未未校校正正系系统统的的画画出出Bodek1.2)()(L o0c 11020400o90 o180 251001000。并并求求得得其其相相位位裕裕量量0004525 )1251(100)(0 sssG20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计。前前角角计计算算需需要要增增加加的的相相位位超超000002552545.3 c)()(L

27、o0c 11020400o90 o180 25100100020092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计值值，计计算算相相应应的的取取最最大大超超前前角角 cm.4406.025sin125sin100 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计。处处的的频频率率频频特特性性图图上上找找出出幅幅值值为为在在未未校校正正系系统统的的对对数数幅幅sraddBc/609

28、1.31lg10.51 )()(L o0c 11020400o90 o180 251001000601c 91.3 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计转转折折频频率率.610106.010262.0406.02.942.38)(sssssGc则则校校正正装装置置的的传传递递函函数数sradTsradTcc/2.94406.0601/2.38406.060111 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6

29、6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计。调调为为由由中中的的的的放放大大器器，或或将将原原系系统统附附加加放放大大倍倍数数为为须须的的开开环环增增益益的的衰衰减减，必必为为了了抵抵消消超超前前网网络络引引起起46.2146.21k 10106.010262.0406.02.942.38)(sssssGc校校正正装装置置的的传传递递函函数数20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)10106.0)(104.0()10262.0(100)()(.70 sssssGsG

30、c函函数数为为校校正正后后系系统统的的开开环环传传递递)()(L o0c 11020400o90 o180 251001000601c 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)10106.0)(104.0()10262.0(100)()(.70 sssssGsGc函函数数为为校校正正后后系系统统的的开开环环传传递递满满足足要要求求。校校正正后后相相位位裕裕量量0011010104548600106.06004.09060026.0180)(180 tgtgtgc 20092

31、009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计补偿校正前给定的 mmmasin1sin11052015mc am1am220092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)2(4)(ssKsG120sKv 50hlg20202

32、)2(4lim0KssKsKsv10K10K290)2(120)2(40)(2arctgjjjG171)2(120217.696.1720092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计100101102-60-40-2002040100101102-180-160-140-120-1001801720092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计 3851750m2.438si

33、n138sin1sin1sin1mmamdBa2.62.4lg10lg10dB2.619smc2.641lg20lg2020lg20293.820092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计100101102-60-40-2002040100101102-200-150-100-500502.61718020092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计aTm14.42.49

34、1am4.182.492amsssssGc054.01227.01238.02.184.4)(sssssaGc0542.01227.014.184.42.4)(20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计100101102-60-40-2002040100101102-200-150-100-50050 5020092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)0542.0

35、1)(5.01()227.01(20)2()2.18()4.4(402.4)()(sssssssssGsGoc)(sR)(sC)0542.01)(5.01()227.01(20ssss 50dBhlg2020092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计1.0sse4.4 c45)(10)(dBdBh 101.01KKess20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)1

36、(10)(sssG)/(1.3sradc459.17tan901801c-1000100Magnitude(dB)10-210-1100101102-180-135-90Phase(deg)Bode DiagramGm=Inf dB(at Inf rad/sec),Pm=18 deg(at 3.08 rad/sec)Frequency (rad/sec)20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计4.4 cmdb6)(cL)(114.0,4sTasssGc114.01456.01

37、)(420092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)1)(114.01()456.01(10)()(4sssssGsGc)(L 4.4 c8.12)(c9.36m457.49)(cm20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计-100-50050100Magnitude(dB)10-210-1100101102103-180-135-90Phase(deg)Bode

38、 DiagramGm=Inf dB(at Inf rad/sec),Pm=49.6 deg(at 4.43 rad/sec)Frequency (rad/sec)1)(114.01()456.01(10)()(4sssssGsGc456.49,/4.4sradc dBdBh)(sssGc114.01456.0141)(20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计cmlg10)()(mccLL成立的条件成立的条件求出求出a amT1确定确定T T的值的值若未提出若未提出 要求，从给

39、出的相角裕度要求，从给出的相角裕度 出发，通过出发，通过下式求得下式求得c)(cm利用超前校利用超前校正的最大超正的最大超前相角前相角系统要求的系统要求的相角裕度相角裕度未校正系统未校正系统 的相角裕度的相角裕度求最大超前求最大超前相角相角 后后m1 sin1 sinmma求求a未校正系统的幅频特性幅值等于未校正系统的幅频特性幅值等于 对对应的频率即希望截止频率应的频率即希望截止频率 ,且且 。lg10 cmc选择选择5 51212o op 设计超前校正网络的步骤：设计超前校正网络的步骤：（1 1）根据）根据e essss要求，确定要求，确定K K；（2 2）利用已确定的）利用已确定的K K，

40、计算未校正系统的，计算未校正系统的 ；（3 3）根据）根据 的要求，计算超前网络的要求，计算超前网络 和和 ,关键是选择关键是选择 充分利用网络相角超前特性充分利用网络相角超前特性;cTcm20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计验算是验算是否满足指否满足指标要求时标要求时求求 值值（4 4）验算相角裕度）验算相角裕度 m不满足要求不满足要求,重选重选 值值 c由已知由已知 的算未的算未校正系统的校正系统的 c)(c)(cm1 sin1 sinmma（5 5）确定校正装置的传

41、递函数）确定校正装置的传递函数校正装置的转折频率校正装置的转折频率Tcm11Tc12校正装置的传递函数校正装置的传递函数21/1/1)(sssGcp设计完成后，要进行调试，或计算机仿真设计完成后，要进行调试，或计算机仿真,检查系统的实际检查系统的实际响应特性。如果系统仍不能满足要求，适当调整校正装置的响应特性。如果系统仍不能满足要求，适当调整校正装置的形式或参数，直到满足要求为止。形式或参数，直到满足要求为止。20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品

42、课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计。处处的的幅幅频频特特性性衰衰减减到到然然后后把把原原系系统统在在角角稳稳定定裕裕量量的的要要求求。处处的的相相角角特特性性能能满满足足相相在在，

43、穿穿越越频频率率点点图图上上寻寻找找一一个个新新的的幅幅值值在在dBBodeccc0111 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计的的开开环环幅幅值值穿穿越越频频率率。并并以以此此作作为为校校正正后后系系统统，处处的的频频率率找找出出未未校校正正系系统统相相角角为为110180.3c 。图图，并并求求得得其其相相位位裕裕量量，画画出出未未校校正正系系统统的的根根据据已已确确定定的的开开环环增增益益0.2 Bode。一一般般取取处处造造成成的的相相角角滞滞后后量量。在在用用来

44、来补补偿偿滞滞后后网网络络，为为要要求求的的相相角角稳稳定定裕裕量量ooc151011 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计值值。由由此此确确定定滞滞后后网网络络的的处处的的幅幅值值增增益益为为令令未未校校正正系系统统在在 ,lg20.41c)10121(11cT 折折频频率率确确定定滞滞后后网网络络的的一一个个转转，重重新新设设计计。增增大大要要求求，如如不不满满足足，则则需需满满足足图图，验验证证相相位位裕裕量量是是否否画画出出校校正正后后的的 Bode.520092

45、009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计)(sR)(sC)12.0)(11.0(sssK30)(lim0KssGKsv)12.0)(11.0(30)(ssssG20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计10-210-1100101102-100-5005010010-210-1100101102-300-250-200-150-100-50sradc/12sradc/1

46、2272720092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计sradsradcgg/12,/07.7180)(2.01.090180ccarctgarctg6.2738.6719.5090 30 6.7720)6.27(30m73.84sin1sin1mma20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计10-210-1100101102-100-5005010010-210

47、-1100101102-300-200-1000)2.0()1.0(90)(cccarctgarctg )()(cc 46)6(40)()(cc20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计cc 与)(sradc/7.2 5.46)7.2(sradc/3.2 c sradsrad/7.2/3.2c sradc/7.2 dBLc21)(0)(lg20 cLbcbT 1.01sbTc1.411.01 ssTsbTssGc4117.3111)(20092009年校级精品课程年校级精品课程

48、-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计10-210-1100101102-100-5005010010-210-1100101102-300-200-1000500GcG0GGc)2.0()1.0(90)(cccarctgarctg 5.46dB21sradc/7.2 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计2.5)1(1.0)(barctgcc21.5)(1)1()(2 ccccTbTbarctg

49、 403.412.55.46)()(ccg180)(gsradggg/07.7,02.01.01sradg/8.6dBdBjGjGdBhgogc105.10)()(lg20)(20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计确定开环增益K稳态误差的要求画出未校正系统的波特图,并求c)(dBh伯特图上绘制)(c 曲线已校正系统的

50、截止频率c 根据 要求 6)()(可取指标要求值ccc确定滞后网络参数b和T 0)(lg20 cLbcbT 1.0120092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计结束验算已校正系统的相位裕度和幅值裕度 20092009年校级精品课程年校级精品课程-自动控制原理自动控制原理 主讲人：杨国诗主讲人：杨国诗第第 6 6 章章 控制系统的校正与设计控制系统的校正与设计保证已校正系统的截保证已校正系统的截止频率为所选的止频率为所选的 值值,查出查出20lgcbL可以在成立成立求出求出()()