第五章频率特性分析 §5利用稳定裕度法分析与设计控制系统 调节器调节规律对稳定裕度的影响 Gc G=GG 当广义对象确定之后,可以通过改变调节器的结构和参数, 满足系统对稳定裕度的要求
§5 利用稳定裕度法分析与设计控制系统 第五章频率特性分析 一、调节器调节规律对稳定裕度的影响 当广义对象确定之后，可以通过改变调节器的结构和参数， 满足系统对稳定裕度的要求。 G = Gc G0 Gc y G0 x + ﹣
第五章频率特性分析 、调节器调节规律对稳定裕度的影响(利用稳定裕度法分析与设计控制系统 1、比例作用 201gG G(o)=K R 口比例作用是最基本的控制作用。 0.1t c1g!10 G 口改变Kc,开环频率特性的对数幅频曲线 180 上下移动20gK,对相频特性没有影响。 口Kc↑,幅频特性上移,Rr,使幅值 0.1 10 裕度和相位裕度降低 1、大Kc 2、小Kc
1、比例作用 c Kc G ( j) = ❑ 比例作用是最基本的控制作用。 Kc 20lg ❑改变Kc，开环频率特性的对数幅频曲线 上下移动 ，对相频特性没有影响。 ❑ Kc↑，幅频特性上移，R↓r↓，使幅值 裕度和相位裕度降低 第五章频率特性分析 一、调节器调节规律对稳定裕度的影响 §5 利用稳定裕度法分析与设计控制系统 1、大Kc 2、小Kc
第五章频率特性分析 、调节器调节规律对稳定裕度的影响(利用稳定裕度法分析与设计控制系统 2、比例积分作用G(0)=K(1+,n)ax R1>R2 joT 20 口引入积分作用的目的是为了改善系统的静0 R1 态特性,消除系统的余差。 口积分作用的引入,使系统的动态特性变差∠6 口积分作用在低频段起作用,使幅值比增加,3「"2 相滞角增加,因此,R,r。 -180° 口当T,比例积分特性曲线右移,使R,r更 为减小。为使积分作用不致对动态品质影响 太大,故T不能太小。 、有积分 2、无积分 口一般工程上取Ti=(5)g相位交角频率o=2z
2、比例积分作用 第五章频率特性分析 一、调节器调节规律对稳定裕度的影响 §5 利用稳定裕度法分析与设计控制系统 ) 1 ( ) (1 j T Gc j Kc = + ❑ 引入积分作用的目的是为了改善系统的静 态特性，消除系统的余差。 ❑ 积分作用的引入，使系统的动态特性变差 ❑ 积分作用在低频段起作用，使幅值比增加， 相滞角增加，因此，R↓, r↓。 ❑ 当 Ti↓，比例积分特性曲线右移，使R , r更 为减小。为使积分作用不致对动态品质影响 太大，故Ti 不能太小。 ❑ 一 般工程上取Ti=(0.5~1)Tg 1、有积分 2、无积分 g g = 2 相位交角频率
第五章频率特性分析 、调节器调节规律对稳定裕度的影响(利用稳定裕度法分析与设计控制系统 OleG 3、比例微分作用 2 (0)=K(1+joT 口微分作用在高频段起作用,使幅值↑,相 1213 位超前,其结果使R↑。 口继续增大Td,特性曲线左移,其相位超前 最大为90°;幅值却不断增加,反而使R↓。 口所以一般Td不能太大,一般取r=(2-2x 1、无微分 口这时幅值比为1.3~2,相角超前45°~60°。 2、小Td 3、大Td 口由于T引入,一般可以使R↑,所以可适当增加K 减小T,增加P作用
3、比例微分作用 第五章频率特性分析 一、调节器调节规律对稳定裕度的影响 §5 利用稳定裕度法分析与设计控制系统 ( ) (1 ) c c Td G j = K + j ❑ 微分作用在高频段起作用，使幅值↑，相 位超前，其结果使R↑。 ❑ 继续增大Td，特性曲线左移，其相位超前 最大为90º；幅值却不断增加，反而使R↓ 。 ❑ 所以 一般Td 不能太大，一般取 Td Ti ) 4 1 ~ 3 1 = ( ❑ 这时幅值比为1.3~2，相角超前45º~60º 。 ❑ 由于 引入，一般可以使R↑，所以可适当增加 ， 减小 ，增加PI作用。 Td Kc Ti 1、无微分 2、小Td 3、大Td
第五章频率特性分析 §5利用稳定裕度法分析与设计控制系统 二、控制系统设计的稳定裕度法 方法的优点:简易,结论有一定参考价值,特别适合于初步 设计。 方法的局限:近似程度大,R、r是频率域指标,根据二阶 系统r与有一定关系,高阶系统近似。 步骤: (1)画出广义对象的对数坐标图; (2)根据工艺要求及对象特点,选择调节规律; (3)按稳定裕度整定调节器参数
二、控制系统设计的稳定裕度法 第五章频率特性分析 §5 利用稳定裕度法分析与设计控制系统 方法的优点：简易，结论有一定参考价值，特别适合于初步 设计。 方法的局限：近似程度大，R 、r 是频率域指标，根据二阶 系统 r与ζ有一定关系，高阶系统近似。 （1）画出广义对象的对数坐标图； （2）根据工艺要求及对象特点，选择调节规律； （3）按稳定裕度整定调节器参数。 步骤：