笫六章线性系统的校正方法 对于二阶系统,时域指标和频域指标之间能用 准确的数学式子表示出来。它们可统一采用阻尼比 和无阻尼自然振荡频率o来描述,如所示。 时域指标 2 丌-arcg 2 2 3.5-4.5 o%=M%=e/v-×100% 西安电子科技大学 LAEL 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 11 西安电子科技大学 航天电子信息研究所11 IAEI 对于二阶系统，时域指标和频域指标之间能用 准确的数学式子表示出来。它们可统一采用阻尼比ζ 和无阻尼自然振荡频率wn来描述，如所示。 2 2 p 2 2 / 1 s n 1 1 1 3.5 4.5 e 100% t r n n P arctg t t % M % w w w − − − − = = − − − = = = 时域指标
笫六章线性系统的校正方法 二阶系统的频域性能指标 √1+41-22 2 25 r=arcto 1+444-22 Ob=OnV1-22+√2-42+24 西安电子科技大学 LAEL 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 12 西安电子科技大学 航天电子信息研究所12 IAEI 二阶系统的频域性能指标 2 2 4 2 2 4 2 4 2 1 2 2 4 2 2 1 1 1 2 1 4 2 2 1 4 2 w w w w w w = − + − + − = = − + − = = + − b n r r n c n M arctg
笫六章线性系统的校正方法 3各类性能指标之间的关系 (1)闭环频域指标与开环指标 设计近似取 高阶系统 sIny (2)频域指标与时域指标的关系 初步设计近似取 s=(6~8) 0%=100)0￥M23 50M-1)%当M >1.25 西安电子科技大学 IAEI 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 13 西安电子科技大学 航天电子信息研究所13 IAEI 3.各类性能指标之间的关系 (1) 闭环频域指标与开环指标 设计近似取 (2) 频域指标与时域指标的关系 s c 1 t (6 ~ 8) w = w w b c = r 1 sin M = 高阶系统 r r 100( 1)% 1.25 % 50 ( 1) % 1.25 r r M M M M − − = 当 当 初步设计近似取 w w b c = r 1 sin M = s c 1 t (6 ~ 8) w = w w b c = r 1 sin M = r r 100( 1)% 1.25 % 50 ( 1) % 1.25 r r M M M M − − = 当 当 s c 1 t (6 ~ 8) w = w w b c =
笫六章线性系统的校正方法 4频域校正 通过修正系统,致使其伯德图发生改变,进而提高系统性能 伯德图各个特性与系统特性的关系 1低频段:斜率大,起始位置高 2中频段:斜率为-20dB 3高频段:斜率大 1.在低频段,为了良好的稳态精度,需要有一定的增益 2.在低频段,为了有良好的信号跟随能力,需要有一定的斜率 3.在中频段,为了有一定的相位裕度,需要斜率最好为-20dB/dec 最多不能超过-40dB/dec 4.高频段:希望有尽快的衰减,斜率要大 西安电子科技大学 LAEL 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 14 西安电子科技大学 航天电子信息研究所14 IAEI 4.频域校正 通过修正系统，致使其伯德图发生改变，进而提高系统性能 伯德图各个特性与系统特性的关系 1. K：决定系统的稳态误差大小 2. 低频段斜率：决定系统的稳态跟随能力 3. 相位裕度：系统离开稳定边界的程度 1. 在低频段，为了良好的稳态精度，需要有一定的增益 2. 在低频段，为了有良好的信号跟随能力，需要有一定的斜率 3. 在中频段，为了有一定的相位裕度，需要斜率最好为-20dB/dec 最多不能超过 -40dB/dec 4. 高频段： 希望有尽快的衰减，斜率要大 1.低频段：斜率大，起始位置高 2.中频段：斜率为-20dB 3.高频段：斜率大
笫六章线性系统的校正方法 (1)如果一个系统是稳定的,而且具有满意的动态响应,但稳态误差过大时, 必须增加低频段增益以减小稳态误差,如图6-4(a)中虚线所示,同时尽可能保持 中频段和高频段特性不变。 (2)如果一个系统是稳定的,且具有满意的稳态误差,但其动态响应较差时,则应 改变特性的中频段和高频段,如图6-4(b)中虚线所示,以改变穿越频率或相位裕度。 (3)如果一个系统无论其稳态还是其动态响应都不满意,就是说整个特性都 需要加以改善,则必须通过增加低频增益并改变中频段和高频段的特性,如 图6-4(c)中虚线所示。这样系统就可以满足稳态和动态性能指标的要求。 L()4 L()4 Lol I (g) (b) 图6-4校正前后对数幅频特性 (a)增加低频增益;(b)改善中频段特性;(c)兼有前两种补偿
第六章 线性系统的校正方法 15 西安电子科技大学 航天电子信息研究所15 IAEI