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串联超前校正的计算方法.doc

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串联超前校正的计算方法.doc

上传人:kt544455 2019/12/9 文件大小:510 KB

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串联超前校正的计算方法.doc

文档介绍

文档介绍:超前校正就是在前向通道中串联传递函数为:其中:通常a为分度系数,T叫时间常数,由式(2-1)可知,采用无源超前网络进行串联校正时,整个系统的开环增益要下降a倍,,则上式称为超前校正装置的传递函数。无源超前校正网络的对数频率特性如图6-4。图6-4无源超前校正网络的对数频率特性显然,超前校正对频率在1/aT和1/T之间的输入信号有微分作用,在该频率范围内,输出信号相角比输入信号相角超前,超前网络的名称由此而得。因此超前校正的基本原理就是利用超前相角补偿系统的滞后相角,改善系统的动态性能,如增加相位裕度,提高系统的稳定性等。下面先求取超前校正的最大超前相角及取得最大超前相角的频率,则像频特性:=arctanaT-arctanT当则有:从而有: =既当时,超前相角最大为,可以看出只与a有关这一点对于超前校正是相当重要的超前校正RC网络图如图2。图2超前校正RC网络图利用超前网络进行串联校正的基本原理,乃是利用超前网络相角超前特性。只要正确地将超前网络的交接频率1/aT和1/T设置在待校正系统截止频率的两边,就可以使已校正系统的截止频率和相裕量满足性能指标要求,从而达到改善系统动态性能的目的。串联超前校正设计的一般步骤为(1)根据稳态误差要求,确定开环增益K。(2)在已确定K值条件下,计算未校正系统的相裕量。(3)根据指标要求,确定在系统中需要增加的相角超前量。(4)确定a值及值,在未校正系统的对数幅频特性曲线上找到幅值等于-点所对应的频率,即为,这一频率为所选网络的,并且在此频率上将产生最大超前相角值。(5)确定超前网络的交接频率=1/aT,=1/T。(6)验算。二、原系统分析设单位反馈系统的开环传递函数为:要求校正后系统的幅值裕度大于10dB,相角裕度,试设计串联超前校正装置。,相角裕度,可知相角裕度不满足要求,由此考虑加入串联超前校正系统。为了满足校正后的系统的相角裕度的条件,故需要加入=-[-()]=-[-()],然后再根据求出。跟据系统对相角裕度的要求,确定校正后系统的截止频率,由式10lg=0,由此可求得计算校正装置的时间常数T。由于,由此可以解出T=,可知相角裕度不满足要求,由此考虑在次加入串联超前校正系统进行二次校正。故需要加入=-[-()]=-[-()],然后再根据求出。跟据系统对相角裕度的要求,确定校正后系统的截止频率,由式10lg=0,由此可求得计算校正装置的时间常数T。由于,由此可以解出T=:如图7所示,由图可知h=,满足系统要求在设计超前校正装置校正时,要合理选择校正装置的参数,一般可以改善系统的动态性能。从频率特性角度出发,可以利用将较高频段幅值下降20lg、相位幅度较小的特性,减小系统的截止频率,提高相角裕度,从而提高了系统的稳定性。但同时我们也应认识到串联校正装置本身所存在的缺陷和不足,以更好的把它应用于工程设计中。如果在未校正系统的截止频率附近,相频特性的变化率很大,即相角减小得很快,则采用单级串联校正效果将不大,这是因为随着校正后的截止频率向高频段的移动,相角在附近

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