工程控制第六章课件.ppt

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本章教学大纲
、频域性能指标和综合性能指标概念;了解时域与频域性能指标的关系;
;
;
、作用、特点;
。
教学重点:时域与频域性能指标的关系;各种校正方法的特点与作用。
本章教学大纲


时域性能指标
综合性能指标(误差准则)
频域性能指标
瞬态性能指标
稳态性能指标
延迟时间td;上升时间tr;
峰值时间tP;最大超调量MP;
调整时间tS(或过渡过程时间)
相位裕度;增益(或幅值)裕度Kg;
复现频率m及复现带宽0~m;
谐振频率r及谐振峰值Mr;
截止频率b及截止带宽(简称带宽)0~b。
(稳态误差ess)

一、时域指标与频域指标之间的关系

Mr和MP随ξ的变化一致
Mr=~,MP=20%~30%动态特性有适度的振荡,平稳性和快速性较好。
Mr
MP


ωb和tp随ξ的变化趋势相反,ωb,tp,系统反应迅速。

如果

用频率法设计系统的实质,就是对开环频率特性的曲线形状作某些修改,使之变成我们所期望的曲线形状,即
1)低频段的增益充分大,以保证稳态误差的要求;
2)在幅值穿越频率ωc附近,使对数幅频特性的斜率等于-20dB/dec并占据充分宽的频带,以保证系统具有适当的相位裕量。
3)在高频段的增益应尽快减小,以便使噪声影响减到最小。

系统性能指标是根据所要完成的具体任务提出的。
通常性能指标之间是互相矛盾的,就要求视具体情况哪个性能是主要的,首先加以满足;另一些情况下就要采取折衷的方法,并加以必要的校正,使两方面的性能得到部分满足。

一、校正的概念
:在系统中增加新的环节,以改善系统的性能


在原有系统中增加合适的校正装置,引进新的零点、极点以改变原系统的Bode图形状,使其满足系统性能指标要求。

校正是控制系统设计的基本技术,控制系统的设计一般都需通过校正这一步骤才能最终完成。控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置。
二、校正的分类

根据校正装置在系统中的安装位置,及其和系统不可变部分的连接方式的不同,通常可分成三种基本的校正方式:



并联校正


定义
校正环节Gc(s)串联在原传递函数方框图的前向通道中,且为了减少功率消耗,串联校正环节一般放在前向通道的前端,即低功率部分。
分类
1)增益调整
2)相位超前校正
3)相位滞后校正
4)相位滞后-超前校正