6.3.4串联综合法校正综合校正方法是将性能指标要求转化为期望开环对数幅频特性,再与未校正系统的开环对数幅频特性比较,从而确定校正装置的形式和参数,适用于最小相位系统。期望对数幅频特性的求法如下:(1)根据对系统型别及稳态误差要求,通过性能指标中N及开环增益K,绘制期望特性的低频段。(2)根据对系统响应速度及阻尼程度要求,通过截止频率の。、相角裕度,中频区宽度H、中频区特性上下限交接频率の,与の,绘制期望特性的中频段,并取中频区特性的斜率为-20dB/dec,以确保系统具有足够的相角裕度。所用到公式如下:
1 6.3.4 串联综合法校正 综合校正方法是将性能指标要求转化为期望开环 对数幅频特性,再与未校正系统的开环对数幅频特性 比较,从而确定校正装置的形式和参数,适用于最小 相位系统。期望对数幅频特性的求法如下: (1)根据对系统型别及稳态误差要求,通过性能指标 中N及开环增益K,绘制期望特性的低频段。 (2)根据对系统响应速度及阻尼程度要求,通过截止 频率c 、相角裕度 ,中频区宽度H、中频区特性上下 限交接频率2与3,绘制期望特性的中频段,并取中 频区特性的斜率为−20dB/dec,以确保系统具有足够的 相角裕度。所用到公式如下:
1H +1W3H=M.M.H-1sinyW222HW≤0O ≥H+1H+1(3)绘制期望特性低、中频段之间的衔接频段,其斜率一般与前、后频段相差-20dB/dec,否则对期望特性的性能有较大影响。(4)根据对系统幅值裕度h(dB)及抑制高频噪声的要求,绘制期望特性的高频段。通常,为使校正装置比较简单,以便于实现,一般使期望特性的高频段斜率与未校正系统的高频段斜率一致,或完全重合。(5)绘制期望特性的中、高频段之间的衔接频段,2其斜率一般取一40dB/dec。KM
2 2 3 H = 1 1 − + = H H Mr 1 2 2 + H c 1 2 3 + H H c sin 1 Mr (3)绘制期望特性低、中频段之间的衔接频段,其 斜率一般与前、后频段相差−20dB/dec,否则对期望特 性的性能有较大影响。 (4)根据对系统幅值裕度h(dB)及抑制高频噪声的 要求,绘制期望特性的高频段。通常,为使校正装置比 较简单,以便于实现,一般使期望特性的高频段斜率与 未校正系统的高频段斜率一致,或完全重合。 (5)绘制期望特性的中、高频段之间的衔接频段, 其斜率一般取−40dB/dec
例6-4设单位反馈系统开环传递函数为kG,(s) =s(1 + 0.12s)(1 + 0.02s)试用串联综合校正方法设计串联校正装置,使系统满足: k,= 70(1/s), t,≤ 1(s), ,%≤ 40% 。解:(1)取k =70,画未校正系统对数幅频特性,求得未校正系统的截止频率.=24(rad/s)。(2)绘制期望特性。低频段:I 型系统,k=70,与未校正系统的低频段重合。中频段:将,%与t,转换为相应的频域指标,并取为M, =1.6の.=13(rad/s)302≤ 4.8803 ≥21.13KM
3 例6-4 设单位反馈系统开环传递函数为 (1 0.12 )(1 0.02 ) ( ) 0 s s s k G s + + = 试用串联综合校正方法设计串联校正装置,使系统满 足:kv = 70(1/s),t s 1(s),p% 40% 。 解:(1)取k =70,画未校正系统对数幅频特性,求 得未校正系统的截止频率c =24(rad/s)。 (2) 绘制期望特性。 低频段:Ⅰ型系统,k=70,与未校正系统的低频段重合。 中频段:将 p%与t s转换为相应的频域指标,并取为 Mr =1.6 c =13(rad/s) 2 ≤ 4.88 3 ≥21.13
在の,=13处,作-20dB/dec斜率直线,交L(の)于の=45处。取03 = 450,= 4在中频段与过の,=4的横轴垂线的交点上,作-40dB/dec斜率直线,交期望特性低频段于の,=0.75处高频及衔接段:在の,=45的横轴垂线与中频段的交点上,作斜率为-40dB/dec直线,交未校正系统的Lo(の)于4=50处;の≥の时,取期望特性高频段L()与未校正系统高频特性L(の)一致。の, = 4 3 = 4501= 0.75 @.= 13 H = 11.2504 = 50KIM
4 在c =13处,作−20dB/dec斜率直线,交L0 ()于 =45 处。取 2 = 4 3 = 45 在中频段与过2 = 4的横轴垂线的交点上,作 −40dB/dec斜率直线,交期望特性低频段于1= 0.75处。 高频及衔接段:在3 = 45的横轴垂线与中频段的 交点上,作斜率为−40dB/dec直线,交未校正系统的 L0 ()于4 = 50处; 4时,取期望特性高频段L()与 未校正系统高频特性L0 ()一致。 1 = 0.75 2 = 4 3 = 45 4 = 50 c = 13 H = 11.25
←L(@)/dB-1(37dB)40Lo(a)20L()-2455000国4服8.3:0.75:商口L(a)-3KM
5 L()/dB 0 40 20 L0 () −1 −2 −3 L() Lc () 0.75 4 8.3 45 50 (37dB)