6.1.3设计方法在线性控制系统中,常用的校正装置设计方法有分析法和综合法两种分析法文称试探法。用分析法设计校正装置比较直观,在物理上易于实现,但要求设计者有一定的工程设计经验,设计过程带有试探性。综合法又称期望特性法。这种设计方法从闭环系统性能与开环系统特性密切相关这一概念出发,根据性能指标要求确定出希望开环特性的形状,然后与系统原有开环特性相比较,从而确定校正方式、校正装置的形式和参数。综合法有广泛的理论意义,但希望的校正装置传函可能相当复杂,在物理上难以实现。11K
11 6.1.3 设计方法 在线性控制系统中,常用的校正装置设计方法有 分析法和综合法两种。 分析法又称试探法。用分析法设计校正装置比较 直观,在物理上易于实现,但要求设计者有一定的工 程设计经验,设计过程带有试探性。 综合法又称期望特性法。这种设计方法从闭环系 统性能与开环系统特性密切相关这一概念出发,根据 性能指标要求确定出希望开环特性的形状,然后与系 统原有开环特性相比较,从而确定校正方式、校正装 置的形式和参数。综合法有广泛的理论意义,但希望 的校正装置传函可能相当复杂,在物理上难以实现
应当指出,不论是分析法或综合法,其设计过程一般仅适用于最小相位系统。在频域内进行系统设计,是一种间接设计方法。因为设计结果满足的是频域指标,而不是时域指标。然而,在频域内进行设计又是一种简便的方法,在伯德图上虽然不能严格定量地给出系统的动态性能,但却能方便地根据频域指标确定校正装置的参数,特别是对已校正系统的高频特性有要求时,采用频域法校正较其它方法更为简便。6.2典型校正装置6.2.1典型无源超前校正网络超前校正网络的电路图如下图所示。图中,U为12输入信号,U,为输出信号K
12 6.2 典型校正装置 6.2.1 典型无源超前校正网络 超前校正网络的电路图如下图所示。图中,U1为 输入信号,U2为输出信号。 应当指出,不论是分析法或综合法,其设计过程 一般仅适用于最小相位系统。 在频域内进行系统设计,是一种间接设计方法。 因为设计结果满足的是频域指标,而不是时域指标。 然而,在频域内进行设计又是一种简便的方法,在伯 德图上虽然不能严格定量地给出系统的动态性能,但 却能方便地根据频域指标确定校正装置的参数,特别 是对已校正系统的高频特性有要求时,采用频域法校 正较其它方法更为简便
如果输入信号源的内阻为零,而输出端的负载阻抗R1为无穷大,则无源超前网络UiU2R2的传递函数可写为1 1+aTsG.(s) = 1+ TsaR + R,式中>1分度系数a=R2R,R2时间常数CT-R, +R13KM
13 Ts aTs a G s c + + = 1 1 1 ( ) 式中 1 2 1 2 + = R R R a C R R R R T 1 2 1 2 + = C U1 R2 U2 R1 如果输入信号源的内阻 为零,而输出端的负载阻抗 为无穷大,则无源超前网络 的传递函数可写为 分度系数 时间常数
采用无源超前网络进行串联校正时,校正后系统的开环放大系数要下降倍,这样就满足不了稳态误差的要求,因此网络对开环放大系数的衰减需由提高放大器放大系数来补偿。现设网络对开环放大系数的衰减已由提高放大器放大系数所补偿,则无源超前网络的传递函数可写为t jo1+aTsG.(s) =1+ Ts0(1)零极点分布图:-1/T-1/aT:α>1:零点总是位于极点之右,二者的距离由常数a决定。零点的作用大于极点,故为超前网络。AKM
14 采用无源超前网络进行串联校正时,校正后系统的 开环放大系数要下降a倍,这样就满足不了稳态误差的 要求,因此网络对开环放大系数的衰减需由提高放大器 放大系数来补偿。现设网络对开环放大系数的衰减已由 提高放大器放大系数所补偿,则无源超前网络的传递函 数可写为 Ts aTs G s c + + = 1 1 ( ) (1)零极点分布图: j 0 −1/T −1/aT ∵a 1 ∴零点总是位于极点之右,二者的距离由常 数a决定。零点的作用大于极点,故为超前网络
1+aTsG.(s) =(2)对数频率特性曲线:1+ Ts↑L(の)/dB20dB/dec20lga福00国11TaTp(a)Pm邮00Om15K
15 (2)对数频率特性曲线: L()/dB 0 () 0 20lga T 1 aT 1 20dB/dec m m Ts aTs G s c + + = 1 1 ( )