第六章 自动控制系统的校正概要（推荐）_第六章控制系统校正

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第六章 自动控制系统的校正

6-1.试求图示超前和延迟后网络的传函和BODE图 a）

C(s)R(s)RCSsrcsh1s C(s)R(s)1s1 6-2.回答问题：

⑴有源校正装置和无源校正装置有何不同特点，在实现校正规律时作用是否相同？

① 无源校正装置由无源元件组成，有负载效应

② 除测速发电机之类的有源校正装置外，其他有源校正装置太多，把无源网络连接在运算放大器的反馈通道，以实现所需要的频率特性或零.极点分布.由于运放的存在，可克服负载效应.补偿幅值衰减.且其参数可随意调整.因而其效果优于无源网络.③ 在实现校正规律时，有源校正优于无源校正.P D：比例微分 => 超前校正 P I：比例积分 => 迟后校正

PID：比例微分积分 => 迟后—超前校正

⑵若I型系统校正后成为Ⅱ型系统，应采用那种校正规律才满足要求，并保证系统稳定性？

k(sj1)G(s)j1nm

s(is1)i1所以采用串联迟后校正装置或迟后—超前装置（若BT过大时）⑶串联超前校正为什么可改善系统稳态特性？

因为提供超前相角Φ↑ r=180°+Φ（ωc）↑.改变ωc=>Mr ⑷什么情况下加串联迟后校正可提高稳定程度？利用滞后网络高频衰减特（结果：交界频率↓.快速性变差.稳定裕度足够）①快速性有余，稳定性差.⑸若从抑制扰动对系统影响角度考虑，最好采用哪种校正形式？迟后或迟后—超前校正 比较：

① 超前校正利用超前网络相角超前特性；迟后校正可用迟后网络交频幅值衰减特性.② 为满足一定的稳定性能，采用无源网络时，超前校正引入一定的附加增益，而迟后校正一般不需要引入附加增益.③ 对同一系统，带宽超前>迟后.而带宽↑，抑制噪声干扰能力差.当系统输入端噪声电平较高时，一般不宜采用超前校正.6-3.单位反馈系统的开环传函。设计一串联迟后网络，使R》40°，并保持原开环增益值

解：=4/s(2s+1)420g/lgwc/0.5400.5wc11.414s1r19.5r25082820.8410.10511.2s112s4(11.2s)G(s)s(12s)(112s)?Gc(s)G(s)k15ks(0.1s1)(0.2s1)

系统稳定工作时k只

1N(x)4[sin11/x1/x11/x] w7.07Re[G(jw)]0.3k/4.5当k=15时 Re=-1

令-1/N(x)=1 x=2.5

稳定工作时-0.3.

6-4.设控制系统的开环传函为G(s)10

s(0.5s1)(0.1s1)① 绘制BODE图，求相角裕度R 0.23s1② 采用的G0(s)串联超前校正装置，求校正后Υ并讨论校正后系统0.0231性能有何改进？

10解：①L(w)

jw(0.5jw1)(0.1jw1)(w)90arctg90.5warctg0.1w

③ 校正后开传 ④ G(s)Gc(s)G0(s)10(0.23s1)求ωc2=4.59

s(0.5s1)(0.1s1)(0.023s1)Ф（ωc2）=-90°-arctg0.5ωc2-arctg0.1ωc2-arctg0023ωc2 +arctg023ωc2 =-90°-66.46-24.66°-6.03°+ 46.55° =-140.6°

R=180°+Ф（ωc2）=39.4°

校正后相角裕度由0°↑为39.4°，K仍为10，ωc↑4.59，频带展宽，快速性好.