2.1控制系统的校正ppt课件

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1、第六章第六章控制系统的校正方法控制系统的校正方法基于一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成，当被控对象确定后，对系统的设计实际上归结为对控制器的设计，这项工作称为对控制系统的校正。第六章 控制系统的校正前面几章讨论了控制系统几种基本方法。掌握了这些基本方法，就可以对控制系统进行定性分析和定量计算。本章讨论另一命题，即如何根据系统预先给定的性能指标，去设计一个能满足性能要求的控制系统。Design and Compensation Techniques 分析：已知结构、参数分析：已知结构、参数数学模型数学模型动、静态性能分析动、静态性能分析性能指标与参数性能指标与参数的关系的关系 设计

2、：实际设计：实际性能指标性能指标选择控制方案、构造选择控制方案、构造参数、元器件参数、元器件建立实用建立实用系统系统 设计问题更复杂：设计问题更复杂：（1 1答案不唯一答案不唯一 （2 2选择结构、参数时，在满足性能指标上选择结构、参数时，在满足性能指标上相互矛盾相互矛盾需折中，复杂化需折中，复杂化 （3 3技术要求、经济性、可靠性、安装工艺、使用环境、能源供应、物理技术要求、经济性、可靠性、安装工艺、使用环境、能源供应、物理实现等问题。实现等问题。校正问题：校正问题：系统的基本组成部分被控对象、测量元件、功率放大元件、执行元件等），系统的基本组成部分被控对象、测量元件、功率放大元件、执行元件

3、等），按照反馈控制原理可联成基本控制系统。但往往难以满足性能要求，需要在按照反馈控制原理可联成基本控制系统。但往往难以满足性能要求，需要在系统原有结构上加入新的附加环节，作为同时改善系统稳态性能和动态性能系统原有结构上加入新的附加环节，作为同时改善系统稳态性能和动态性能的手段。的手段。系统的校正设计）：在不改变系统基本部件的前提下，在系统中加入一系统的校正设计）：在不改变系统基本部件的前提下，在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。而满足给定的各项性能指标。输出量

4、串串联联补补偿偿元元件件放放大大元元件件执执行行元元件件被被控控对对象象反反馈馈补补偿偿元元件件测测量量元元件件局部反馈为改善系统性能测量元件被控对象执行元件局部反馈放大元件串联补偿主反馈反馈补偿为改善系统性能输入量输出量在实际过程中，既要理论指导，也要重视实践经验，往往还要配合许多局部和整体的试验。所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。工程实践中常用的校正方法，串联校正、反馈校正和复合校正。6.1.1 控制系统的性能指标控制系统的性能指标 l性能指标是用于衡量系统具体性能平稳性、性能指标是用于衡量系统具体性能平

5、稳性、快速性、准确性的参数，主要分为稳态性能指快速性、准确性的参数，主要分为稳态性能指标与动态性能指标两大类标与动态性能指标两大类 。一、稳态性能指标 l系统的稳态性能与开环系统的型别系统的稳态性能与开环系统的型别v v与开环传递系数与开环传递系数K K有有关，常用静态误差系数衡量：关，常用静态误差系数衡量：l1 1静态位置误差系数静态位置误差系数Kp=1+KKp=1+K：反映闭环系统跟踪阶跃：反映闭环系统跟踪阶跃信号的能力。信号的能力。l2 2静态速度误差系数静态速度误差系数Kv=KKv=K：反映闭环系统跟踪斜坡信：反映闭环系统跟踪斜坡信号的能力。号的能力。l3 3静态加速度误差系数静态加速

6、度误差系数Ka=KKa=K：反映闭环系统跟踪加速：反映闭环系统跟踪加速度信号的能力。度信号的能力。l 误差系数越大，稳态误差误差系数越大，稳态误差essess就越小。就越小。二、动态性能指标l分为三类，常用的性能指标主要有：分为三类，常用的性能指标主要有：l1.1.时域指标：最大超调量时域指标：最大超调量%（反映平稳性）、调节时间（反映平稳性）、调节时间tsts反映快速性）。反映快速性）。l2.2.频域指标：频域指标：l1 1开环频域指标：开环频域指标：l稳定性指标：相位裕量稳定性指标：相位裕量、幅值裕量、幅值裕量h h；中频段斜率、中；中频段斜率、中频段宽度频段宽度 l快速性指标：幅值穿越频

7、率快速性指标：幅值穿越频率c c。l2 2闭环频域指标：谐振峰值闭环频域指标：谐振峰值MrMr反映平稳性）、频带宽反映平稳性）、频带宽度度b b反映快速性）。反映快速性）。l3 3复域指标：复域指标：l常用闭环系统的主导极点所允许的最小阻尼比常用闭环系统的主导极点所允许的最小阻尼比反映平反映平稳性与最小无阻尼自然振荡频率稳性与最小无阻尼自然振荡频率n n反映快速性衡量。反映快速性衡量。二阶系统频域指标与时域指标的关系707.02201212rM谐振频率221nr带宽频率1)21(21222nb截止频率24214(nc相位裕度242142 arctg(6-5)谐振峰值(6-1)(6-2)(6-3

8、)(6-4)超调量%100%21e调节时间nSt5.3 tgtSc7(6-7)(6-6)谐振峰值sin1rM超调量8.11)1(4.016.0rrMM调节时间csKt8.11)1(5.2)1(5.122rrrMMMK(2)高阶系统频域指标与时域指标(6-8)(6-9)(6-10)既能以所需精度跟踪输入信号，又能拟制噪声扰动信号。在控制系统实际运行中，输入信号一般是低频信号，而噪声信号是高频信号。6.1.2系统带宽的选择带宽频率是一项重要指标。如果输入信号的带宽为M0那么Mb)105(6-11)请看系统带宽的选择的示意图选择要求dB)(L0带宽b330M1n)(j)(jR)(jN)0(j)0(7

9、07.0j图6-1 系统带宽的选择噪声输入信号二、校正的基本方式 1.1.串联校正串联校正 校正装置和未校正系统的前向通道的环节相串联，这种校正装置和未校正系统的前向通道的环节相串联，这种方式叫做串联校正。方式叫做串联校正。位置：通常将串联校正装置安置在误差测量点之后，放位置：通常将串联校正装置安置在误差测量点之后，放大环节之前，以降低成本和功耗。大环节之前，以降低成本和功耗。主要问题：是对参数变化的敏感性较强。主要问题：是对参数变化的敏感性较强。优点：装置简单优点：装置简单 调整方便调整方便 成本低成本低Gc(s)G(s)H(s)R(s)C(s)2.2.反馈校正并联校正）反馈校正并联校正）校

10、正装置和前向通道的部分环节按反馈方式连接构成局校正装置和前向通道的部分环节按反馈方式连接构成局部反馈回路，这种方式叫并联校正，也称反馈校正。部反馈回路，这种方式叫并联校正，也称反馈校正。位置：反馈校正的信号是从高功率点传向低功率点，一位置：反馈校正的信号是从高功率点传向低功率点，一般不需附加放大器。般不需附加放大器。实质：局部反馈，改善系统性能，抑制系统参数的波动，实质：局部反馈，改善系统性能，抑制系统参数的波动，减低非线性因素对系统性能的影响。减低非线性因素对系统性能的影响。优点：高灵敏度优点：高灵敏度 高稳定度高稳定度 G1(s)G2(s)Gc(s)H(s)R(s)C(s)3.3.前馈校正

11、前馈校正 前馈校正的信号取自闭环外的系统输入信号前馈校正的信号取自闭环外的系统输入信号,由输入直由输入直接去校正系统接去校正系统,是一种开环补偿的方式，分为按给定量顺是一种开环补偿的方式，分为按给定量顺馈补偿与按扰动量前馈补偿两种方法。馈补偿与按扰动量前馈补偿两种方法。按给定量顺馈补偿主要用于随动系统，使系统完全无误按给定量顺馈补偿主要用于随动系统，使系统完全无误差地跟踪输入信号；按扰动量前馈用于消除干扰对稳态性差地跟踪输入信号；按扰动量前馈用于消除干扰对稳态性能的影响，几乎可抑制所有可测量的扰动。能的影响，几乎可抑制所有可测量的扰动。前馈校正由于其输入取自闭环外前馈校正由于其输入取自闭环外,

12、所以不影响系统的闭所以不影响系统的闭环特征方程式，主要用于在不影响系统动态性能的前提下环特征方程式，主要用于在不影响系统动态性能的前提下提高系统的稳态精度。提高系统的稳态精度。)(sR)(sC)(sG)(sH)(sE)(sG)(sGc)(sC)(sG)(sN)(sG)(sGc4 4、复合校正、复合校正复合校正：在反馈控制回路中，加入前馈校正通路。复合校正：在反馈控制回路中，加入前馈校正通路。+-+R(s)E(s)N(s)C(s)图3-26 按扰动补偿的复合控制系统)(2sG)(1sG)(sGn常用的校正方式为串联校正和反馈校正。究竟选常用的校正方式为串联校正和反馈校正。究竟选择哪种校正方式，既

13、要考虑系统中信号性质、技择哪种校正方式，既要考虑系统中信号性质、技术要求，还要考虑方案实现的可行性、可供选用术要求，还要考虑方案实现的可行性、可供选用的元件、抗干扰性要求、经济性、工艺条件、现的元件、抗干扰性要求、经济性、工艺条件、现场环境与系统的可靠性。场环境与系统的可靠性。6.1.4基本控制规律（1比例P控制规律)()(teKtmp(6-12)-)(tr)(tm)(tc)(tepK-)(sR)(sE)(sM)(sC)1(sKp（aP控制器(b)PD控制器（2比例-微分PD控制规律dttdeKteKtmpp)()()(6-13)提高系统开环增益，减小系统稳态误提高系统开环增益，减小系统稳态误

14、差，减小一阶系统的时间常数，改善差，减小一阶系统的时间常数，改善系统的快速性，但会降低系统的相对系统的快速性，但会降低系统的相对稳定性。稳定性。PD控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化趋势，控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的稳定性。在串联校正时，可使系统增加一改善系统的稳定性。在串联校正时，可使系统增加一个个1的开环零点，使系统的相角裕度提高，因此有助的开环零点，使系统的相角裕度提高，因此有助于系统动态性能的改善。其缺点是系统抗高频干于系统动态性能的改善。其缺点

15、是系统抗高频干扰能力差。扰能力差。具有积分具有积分I控制规律的控制器，控制规律的控制器，称为称为I控制器。控制器。tidtteKtm0)()(6-14)输出信号输出信号)(tm与其输入信号的积分成比例。与其输入信号的积分成比例。iK为可调比例系数为可调比例系数)(te消失后，输出信号消失后，输出信号)(tm有可能是一个不为零的常量。有可能是一个不为零的常量。90不宜采用单一的不宜采用单一的I控制器。控制器。（3积分积分I控制规律控制规律-)(sR)(sE)(sM)(sCsKiI控制器控制器 当当在串联校正中，采用在串联校正中，采用I控制器可以提高系统的型别控制器可以提高系统的型别无差度），有利

16、提高系统稳态性能，但积分控无差度），有利提高系统稳态性能，但积分控制增加了一个位于原点的开环极点，使信号产生制增加了一个位于原点的开环极点，使信号产生的相角滞后，于系统的稳定不利。的相角滞后，于系统的稳定不利。具有积分比例-积分控制规律的控制器，称为PI控制器。-)(sR)(sE)(sM)(sC)11(sTKipPI控制器tippdtteTKteKtm0)()()(输出信号)(tm同时与其输入信号及输入信号的积分成比例。pK为可调比例系数iT开环极点，提高型别，减小稳态误差。左半平面的开环零点，减小系统的阻尼程度，缓和PI极点对系统产生的不利影响。只要积分时间常数iT足够大，PI控制器对系统的

17、不利影响可大为减小。（4比例-积分PI控制规律(6-15)为可调积分时间系数PI控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。（5比例PID控制规律-)(sR)(sE)(sM)(sC)11(ssTKip具有比例-积分-微分控制规律的控制器，称为PID控制器。dttdeKdtteTKteKtmptipp)()()()(0(6-16)11()(ssTKsGipc)1(2ssTsTTKiiipsssTKip)1)(1(21(6-17)411(211iiTT)411(212iiTT假如14iTPID控制器I 积分发生在低频段，稳态性能(进步)D微分发生在高频段，动态性能(改善)sssTKsGipc)1)(1(

18、)(21增加一个极点，提高型别，稳态性能两个负实零点，动态性能比PI更具优越性两个零点一个极点一般而言，当控制系统的开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时，系统有可能不稳定，或者即使能稳定，其动态性能一般也不会理想。在这种情况下，需在系统的前向通路中增加超前校正装置，以实现在开环增益不变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的要求。6.2 常用校正装置及其特性无源校正网络超前校正有源校正网络1.无源超前校正滞后校正滞后超前校正先讨论超前校正网络的特性，而后介绍基于频率响应法的超前校正装置的设计过程。rucu1R2RC T1T10j假设该网络信号源的阻抗很小，可以忽略不计，而输出负载的阻抗为无

19、穷大，则其传递函数为图6-8无源超前网络sCRRRsGsUsUcrc12211)()()(CsRRRR11221CsRRRRCsRR211212)1()/()()/()1(2121212112RRCsRRRRRRCsRR2121RRCRRT时间常数221RRRa分度系数CRaT111()1caTsG saTs(6-18)(a)(b)2121RRCRRT时间常数时间常数221RRRa分度系数分度系数CRaT111()1caTsG saTs(6-18)TsaTssaGc11)(6-19)注：j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因此需要提高放大器增益加以补偿倍rucu1R2RC

20、a图6-9带有附加放大器的无源超前校正网络此时的传递函数超前网络的零极点分布1a故超前网络的负实零点总是位于负实极点之右，两者之间的距离由常数 决定。a可知改变a和T(即电路的参数CRR,21超前网络的零极点可在s平面的负实轴任意移动。T1T10j由于)的数值，对应式(6-19)得22)(1lg20)(1lg20)(lg20TaTsGc(6-20)arctgTarctgaTc)(画出对数频率特性如图6-10所示。显然，超前网络对频率在(6-21)TsaTssaGc11)(6-19)TaT11至之间的输入信号有明显的微分作用，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。

21、10-210-11001010510152010-210-11001010102030405060频率特性1,10Ta20dB/decaT1T1malg20alg10m由(6-21)arctgTarctgaTc)(2)(1)1(TaTaarctgaTm111arcsin21aaaaarctgm(6-24)1aa21ammasin1sin1(6-22)(6-23)故在最大超前角频率处m具有最大超前角mm正好处于频率aT1与T1的几何中心TaT11与的几何中心为mmaTTaTlglg211lg21)1lg1(lg2122即几何中心为m(6-25)最大超前角频率求导并令其为零10-210-11001

22、010510152010-210-11001010102030405060频率特性1,10Ta20dB/decaT1T1malg20alg10mTsaTssaGc11)(aTm111arcsin21aaaaarctgmmmasin1sin1aaLmclg10lg20)(rucu1R2RC1.无源超前网络2222)(1)(1lg20)(1lg20)(1lg20)(mmmmmcTaTTaTLaTm122aalg10lg20 aaLmclg10lg20)(6-26)ma但但a不能取得太大不能取得太大(为了保证较高的信噪比为了保证较高的信噪比),a一般不超过一般不超过20这种超前校正网络的最大相位超前

23、角一般不大于这种超前校正网络的最大相位超前角一般不大于65如果需要大于如果需要大于65的相位超前角，则要在两个超前网络相串联来实现，并的相位超前角，则要在两个超前网络相串联来实现，并在所串联的两个网络之间加一隔离放大器，以消除它们在所串联的两个网络之间加一隔离放大器，以消除它们之间的负载效应。之间的负载效应。11arcsin21aaaaarctgm024681012141618200102030405060700246810121416182002468101214(b)最大超前角及最大超前角处幅值与分度系数的关系曲线alg10malg10dBmoa2.无源滞后网络1Rrucu2RC如果信号源

24、的内部阻抗为零，负载阻抗为无穷大，则滞后网络的传递函数为sCRRsCRsGsUsUcrc11)()()(1221)(1212CsRRCsR1)(12122121CsRRCsRRRRRCRRT)(21时间常数1212RRRb分度系数CRbT2TsbTssGc11)(6-27)图6-11无源滞后网络10-1100101102-20-15-10-5010-1100101102-60-50-40-30-20-100图6-12无源滞后网络特性1,1.0Tb-20dB/decbT1T1mblg20mbTm1bbm11arcsin1Rrucu2RC2.无源滞后网络101 cbT)1(1.0)(barctgc

25、c同超前网络，滞后网络在T1时，对信号没有衰减作用bTT11时，对信号有积分作用，呈滞后特性T1时，对信号衰减作用为blg20同超前网络，最大滞后角，发生在bTT11与几何中心，称为最大滞后角频率，计算公式为bTm1(6-28)bbm11arcsin(6-29)b越小，这种衰减作用越强由图6-12可知采用无源滞后网络进行串联校正时，主要利用其高频幅值衰减的特性，以降低系统的开环截止频率，提高系统的相角裕度。滞后网络怎么能提高系统的相角裕度呢？在设计中力求避免最大滞后角发生在已校系统开环截止频率 c附近。选择滞后网络参数时，通常使网络的交接频率bT1远小于 c一般取101 cbT此时，滞后网络在

26、 c处产生的相角滞后按下式确定2 )(1)1()(ccccccTbTbarctgTarctgbT将bTc10 代入上式)1(1.0100)1(10)10(110)1()(2 barctgbbarctgbbbbarctgccb与和20lgb的关系如图6-13所示。(6-30)(6-31)-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20-40-200-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20-10-50图6-13 b与)(cc和20lgb的关系b0.010.1120lgb)(cc6100dB频率法对系统进行校正的基本思路是：通过所加校正装置

27、，改变系统开环频率特性的形状，即要求校正后系统的开环频率特性具有如下特点：6.3串联校正6.3.1串联超前校正基于频率响应法）用频率法对系统进行超前校正的基本原理，是利用超前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到改善系统瞬态响应的目的。为此，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的截止频率处。中频段的幅频特性的斜率为-20dB/dec,并具有较宽的频带，这一要求是为了系统具有满意的动态性能；高频段要求幅值迅速衰减，以减少噪声的影响。低频段满足稳态精度的要求；用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤可归纳为：根据稳态误差的要求，确定开环增益K。根据所确定的开环增益K，画出未校正系统的

28、波特图，c 关键是选择最大超前角频率等于要求的系统截止频率，即cm 以保证系统的响应速度，并充分利用网络的相角超前特性。显然，cm 成立的条件是aLLmccolg10)()(由上式可求出a aTm1验证已校系统的相角裕度 计算未校正系统的相角裕度根据截止频率的要求，计算超前网络参数a和T；(6-36)(6-35)求出超前校正网络得设计示例超前校正网络得设计示例 )1s(sk+3幅值裕度，试设计串联无源超前网络。要求：1单位斜坡输入时，位置输出稳定误差 1.0sse例6-3设控制系统如图所示：2开环截止频率，相角裕度；4.4c45 dBdBh10)(解：根据稳定误差要求确定开环增益：这是1型系统

29、：,取 K1.01Kess10k10K绘制原系统对数曲线，算出原系统的 h,由 曲 线 得，验算因为原系统过线时的斜率为 ，所以较小。)(cL1.3c(3.1)0.991,17.88,G jh)(LdB040根据截止频率的要求，我们选新的截止频率为，请注意，为了使系统增大，我们设计校正网络时应使最大超前角发生在新的截止频率处。应选4.4 cm4.4 cm确定校正网络 方法一：因为意味着加入后应在此处为所以 在此处为，即，4.4 c)(sGc)()()(0 ccccLLLdB0)(ccL)(0 Llg1096.5)4.4()4.4(0dBLLc94.3过作斜率的直线，与交点处，由此可得，或用斜率

30、的几何意义来求：)96.5,4.4(dB20dB0T1T，aTT1lg64.096.5201lg4.4lglg10451.0T115.0TsssGc115.01451.01)(方法二：先算出，2.167)4.4(0)4.4(180450 m2.328.1245m35m1135sinaa69.3a7.3a4.41aTcm437.0,118.0aTT取则有取sssGc118.01437.01)(校正网络验算取那么所以如果不满足要求，再重复3,4,5步骤校正后的曲线如图所示，可见此时过时的斜率为sssGc115.01451.01)(999.0)()()4.4(4.40 jscsGsGjG4.4c45

31、2.49)4.4(180 dB020例例6-3系统如图系统如图,试设计超前校正网络，试设计超前校正网络，dB10h,45,4.4,1.0eocss 使使r(t)=t 时时)1s(sk+超前校正一般虽能较有效地改善动态性能，但未校正系统的相频特性在截止频率附近急剧下降时，若用单级超前校正网络去校正，收效不大。因为校正后系统的截止频率向高频段移动。在新的截止频率处，由于未校正系统的相角滞后量过大，因而用单级的超前校正网络难于获得较大的相位裕量。基于上述分析，可知串联超前校正有如下特点：这种校正主要对未校正系统中频段进行校正，使校正后中频段幅值的斜率为-20dB/dec，且有足够大的相位裕量。超前校

32、正会使系统瞬态响应的速度变快。系统的频带变宽，瞬态响应速度变快；但系统抗高频噪声的能力变差。对此，在校正装置设计时必须注意。由于滞后校正网络具有低通滤波器的特性，因而当它与系统的不可变部分串联相连时，会使系统开环频率特性的中频和高频段增益降低和截止频率减小，从而有可能使系统获得足够大的相位裕度，它不影响频率特性的低频段。由此可见，滞后校正在一定的条件下，也能使系统同时满足动态和静态的要求。c处，滞后校正网络会产生一定的相角滞后量。为了使这个滞后角尽可能地小，理论上总希望)(sGc两个转折频率c比21,越小越好，但考虑物理实现上的可行性，一般取 串联滞后校正串联滞后校正(基于频率响应法基于频率响

33、应法)c不难看出，滞后校正的不足之处是：校正后系统的截止频率会减小，瞬态响应的速度要变慢；在截止频率cT1.025.012为宜保持原有的已满足要求的动态性能不变，而用以提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差。在系统响应速度要求不高而抑制噪声电平性能要求 较高的情况下，可考虑采用串联滞后校正。如果所研究的系统为单位反馈最小相位系统，则应用频率法设计串联滞后校正网络的步骤如下：确定开环增益K稳态误差的要求画出未校正系统的波特图,并求c)(dBh伯特图上绘制)(c 曲线已校正系统的截止频率c 根据 要求 6)()(可取指标要求值ccc确定滞后网络参数b和T 0)(lg20 cLbcbT 1.01完毕

34、验算已校正系统的相位裕度和幅值裕度 例6-4 设控制系统如图所示。若要求校正后的静态速度误差系数等于30/s，相角裕度40度，幅值裕度不小于10dB，截止频率不小于2.3rad/s，试设计串联校正装置。)(sR)(sC)12.0)(11.0(sssK图控制系统解：首先确定开环增益K30)(lim0KssGKsv未校正系统开环传递函数应取)12.0)(11.0(30)(ssssG画出未校正系统的对数幅频渐近特性曲线，请看下页!10-210-1100101102-100-5005010010-210-1100101102-300-250-200-150-100-50sradc/12由图可得由图可得

35、sradc/122727*也可算出()1807.07/,12/xxcrad srad s 2.01.090180ccarctgarctg6.2738.6719.5090说明未校正系统不稳定，且截止频率远大于要求值。在这种情况下，采用串联超前校正是无效的。)2.0()1.0(90)(cccarctgarctg 未校正系统在)(c c 处的相角裕度sradc/7.2()()40(6)46ccc 10-210-1100101102-100-5005010010-210-1100101102-300-200-1000500GcG0GGc)2.0()1.0(90)(cccarctgarctg 5.46d

36、B21sradc/7.2 由cc 与)(的曲线玫瑰红色），可查得sradc/7.2 时，5.46)7.2(可满足要求。由于指标要求sradc/3.2 故c 值可在sradsrad/7.2/3.2范围内任取。考虑到c 取值较大时，已校正系统响应速度较快滞后网络时间常数T值较小，便于实现，故选取。sradc/7.2 在图6-19上查出dBLc21)(计算滞后网络参数0)(lg20 cLb b=0.09cbT 1.01 sbTc1.411.01 bT=3.7s，则滞后网络的传递函数ssTsbTssGc4117.3111)(*也可计算。然后，再利用利用10-210-1100101102-100-500

37、5010010-210-1100101102-300-200-1000500GcG0GGc)2.0()1.0(90)(cccarctgarctg 5.46dB21sradc/7.2 验算指标(相位裕度和幅值裕度)2.5)1(1.0)(barctgcc 403.412.55.46)()(cc未校正前的相位穿越频率x()180 x 1 0.10.20,7.07/xxxrad s校正后的相位穿越频率6.8/xrad s 幅值裕度()20lg()()10.510cxoxh dBGjGjdBdB 满足要求超前校正需要增加一个附加的放大器，以补偿超前校正网络对系统增益的衰减。串联超前校正和串联滞后校正方法

38、的适用范围和特点串联超前校正和串联滞后校正方法的适用范围和特点超前校正是利用超前网络的相角超前特性对系统进行校正，而滞后校正则是利用滞后网络的幅值在高频衰减特性；用频率法进行超前校正，旨在提高开环对数幅频渐进线在截止频率处的斜率(-40dB/dec提高到-20dB/dec)，和相位裕度，并增大系统的频带宽度。频带的变宽意味着校正后的系统响应变快，调整时间缩短。对同一系统超前校正系统的频带宽度一般总大于滞后校正系统，因而，如果要求校正后的系统具有宽的频带和良好的瞬态响应，则采用超前校正。当噪声电平较高时，显然频带越宽的系统抗噪声干扰的能力也越差。对于这种情况，宜对系统采用滞后校正。滞后校正虽然能改善系统的静态精度，但它促使系统的频带变窄，瞬态响应速度变慢。如果要求校正后的系统既有快速的瞬态响应，又有高的静态精度，则应采用滞后-超前校正。