如果系统设计时要求满足的性能指标属频域特征量,则一般采用频率特性法进行校正。应用超前网络进行串联校正的基本原理,是利用超前网络的相角超前特性。即安排串联超前校正网络最大超前角出现的频率等于要求的系统剪切频率。充分利用超前网络相角超前的特点,其目的是保证系统的快速性。显然,的条件是原系统在处的对数幅值与超前网络在处的对数幅值之和为零,即,正确的选择好转角频率和,串入超前网络后,就能使被校正系统的剪切频率和相角裕度满足性能指标要求,从而改善闭环系统的动态性能。闭环系统的稳态性能要求,可通过合理选择已校正系统的开环增益来保证。 本文来自www.eadianqi.com 用频率特性法设计超前网络的步骤如下: 1、根据性能指标对稳态误差系数的要求,确定开环放大系数K。 2、利用求得的K,绘制原系统的伯德图,主要是对数幅频特性图。 3、在伯德图上测取原系统的相位裕量和增益裕量,或在对数幅频特性图上测取剪切频率,通过计算求出原系统的相位裕量。再确定使相位裕量达到希望值所需要增加的相位超前相角。即:(裕度) 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 4、利用下式计算超前校正装置的参数 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 6、求出超前校正装置的另一个参数 本文来自www.eadianqi.com 例1 设有一单位反馈控制系统,其开环传递函数为 要求稳态速度误差系数=20(1/s),相位裕量不小于50。,增益裕量不小于10(dB),试设计一超前校正装置,满足要求的性能指标。 解: 在设计时,应先根据要求的值求出应调整的放大系数K
故可求得k=10。
然后画出末校正系统的伯德图,如图6-9的虚线所示。由图6-9可以看出,如不加校正装置,末校正系统的相位裕量为,增益裕量为(dB),这说明相位裕量未满足要求,虽然幅值裕量已满足要求。仍需进行校正装置的设计。上述末校正系统的相位裕量也可由对数幅频特性图中的通过计算求出:
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