校正后系统开环幅频特性的一般形状: (1)低频段增益充分大,保证稳态误差的要求; (2)中频段幅频特性斜率为-20dB/dec,而且有足够的 频带宽度,保证适当的相角裕度; (3)高频段增益尽快减小,尽可能地削弱噪声的影响 1.串联超前校正 采用无源超前网络或PD调节器的原理进行串联超前校正 对于无源超前校正主要确定两端的交接频率。 20212/23
2021/2/23 6 1. 串联超前校正 采用无源超前网络或PD调节器的原理进行串联超前校正。 对于无源超前校正主要确定两端的交接频率。 校正后系统开环幅频特性的一般形状： （1）低频段增益充分大，保证稳态误差的要求； （2） 中频段幅频特性斜率为 -20dB/dec ，而且有足够的 频带宽度，保证适当的相角裕度； （3）高频段增益尽快减小，尽可能地削弱噪声的影响
Exp05-01m:已知系统开环传递函数为: K G(s)= S(S+ 要求在单位斜坡信号作用下,输出稳态误差:e。≤0 开环系统截止频率:o"≥44(rad/sec 相角裕度:y≥45° 幅值裕度 h(dB)≥10(aB 试设计串联无源超前网络。 解 e 0.1.K=10 20212/23 K. K
2021/2/23 7 Exp05-01.m: 已知系统开环传递函数为： ( 1) ( ) + = s s K G s 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： 相角裕度： 幅值裕度： 试设计串联无源超前网络。 ess 0.1 4.4 ( /sec) '' c rad o 45 '' ( ) 10 ( ) '' h dB dB 解： 0.1, 10 1 1 = = K = K K e v s s
未校正系统开环传递函数 10 10 G(S) G(o) S(S+ jo(+1) L(o)=20 log 10-20 log @-20 logo+1 10 20log-7=0(dB) 开环系统截止频率 10=316(7ad/s)相角裕度 y=180090- actg3.16=1760 计算超前校正装置参数 ∵O,=4.4 C L()=-6(dB) 20212/23
2021/2/23 8 未校正系统开环传递函数 ( ) 20 log10 20 log 20 log 1 ( 1) 10 , ( ) ( 1) 10 ( ) 2 = − − + + = + = L j j G j s s G s 10 3.16 ( / ) 1 10 0 ( ) , 10 20 log 2 2 rad s dB c c c = = = = o o o =180 −90 −arctg3.16 =17.6 计算超前校正装置参数 4.4 '' c = ( ) 6 ( ) '' L c = − dB 开环系统截止频率 相角裕度
y=1800-90-arcg44=128° 450-1280+(50~100)=3720~4220 1+sin40°1.64 qm=40°, 4.6 1-sin40°0.36 0.106(s) 4.4√4.6 aT=4.6×0.106=0.486T=0.106 设计超前校正装置为: 0.486s+ G(s)= 0.106s+1 放器增益再提高46倍,抵消校正网络的衰减
2021/2/23 9 o o o =180 −90 −arctg4.4 =12.8 o o o o o o m = 45 −12.8 +(5 ~10 ) = 37.2 ~ 42.2 4.6 0.36 1.64 1 sin 40 1 sin 40 40 , = = − + = = o o o m a 0.106 ( ) 4.4 4.6 1 1 , '' 1 s a T T a m c = m = = = = aT = 4.60.106 = 0.486, T = 0.1060.106 1 0.486 1 ( ) + + = s s G s c 放大器增益再提高4.6倍，抵消校正网络的衰减。 设计超前校正装置为：
校正后的系统开环传递函数 G2(S)G(S)= 10(0.486s+1) S(S+1)(0.106s+1 相角裕度 y=180-90-arcg44+ arct0.486×44 actg0.106×4.4=2449-1922=5270>45° MATLAB仿真(Exp05-01m) 20212/23
2021/2/23 10 校正后的系统开环传递函数 ( 1)(0.106 1) 10(0.486 1) ( ) ( ) + + + = s s s s G s G s c o o o o arctg arctg arctg 0.106 4.4 244.94 192.2 52.7 45 180 90 4.4 0.486 4.4 '' − = − = = − − + 相角裕度 MATLAB仿真（Exp05-01.m）