最新反馈校正和复合校正幻灯片.ppt
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1、)()(1)()()(221sGsGsGsGsGc1)()( )()(1)()( )()()(21221jGjGsGsGjGjGsGsGsGccc上式表明,当局部反馈回路的开环增益远小于上式表明,当局部反馈回路的开环增益远小于 1时,该反馈可认为开路,已校正系统与未校时,该反馈可认为开路,已校正系统与未校正系统特性几乎一致;正系统特性几乎一致;第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering从而:从而: )()()(1)()(1222sXsGsGsGsXc显然,显然,由由G2(s)的变化引起输出变化量比校
2、正前的变化引起输出变化量比校正前减小了减小了|1+G2(s)Gc(s)|倍。倍。一般,系统不可变部分的特性,包括被控对象在一般,系统不可变部分的特性,包括被控对象在内,其参数稳定性与其自身因素有关,无法轻易内,其参数稳定性与其自身因素有关,无法轻易改变;而反馈校正装置的特性及元件的参数稳定改变;而反馈校正装置的特性及元件的参数稳定性可由设计者选择,因而,性可由设计者选择,因而,反馈校正的这一特性反馈校正的这一特性可有效降低系统对参数变化的敏感性。可有效降低系统对参数变化的敏感性。第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic
3、engineeringq 等效替代串联校正等效替代串联校正122sTKKcG2(s)Gc(s)X1(s)X2(s)111)()(222212sKKTKKKsXsXcc 位置反馈位置反馈)(111111111)()(22222222212sGsTsTsTKsKKTsTKKsXsXiicc串联超前校正串联超前校正第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering 速度反馈速度反馈) 1(22sTsKKcsG2(s)Gc(s)X1(s)X2(s)111)()(222212sKKTsKKKsXsXcc)(11111
4、1111)()(22222222212sGsTsTsTsKsKKTsTKKsXsXiicc串联超前校正串联超前校正第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering 近似速度反馈近似速度反馈11111)1 (1 1)1 () 1()()(2222222222212sTKsrKTsTsrKssTrKsTsKsXsX122sTKG2(s)Gc(s)X1(s)X2(s)1ssr T2,1+ rK2 1滞后超前校正滞后超前校正特点:不特点:不降低开环降低开环增益。增益。第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正
5、College of mechanical & electronic engineering 反馈校正与串联校正的比较反馈校正与串联校正的比较q 一般,串联校正比反馈校正简单,但串联校一般,串联校正比反馈校正简单,但串联校 正对系统元件特性的稳定性有较高的要求。正对系统元件特性的稳定性有较高的要求。q 反馈校正对系统元件特性的稳定性要求较低,反馈校正对系统元件特性的稳定性要求较低, 因为其因为其减弱了元件特性变化对整个系统特性减弱了元件特性变化对整个系统特性 的影响的影响;但反馈校正常需由一些昂贵而庞大;但反馈校正常需由一些昂贵而庞大 的部件所构成,对某些系统可能难以应用。的部件所构成,对某些
6、系统可能难以应用。q 反馈校正可以起到与串联校正同样的作用。反馈校正可以起到与串联校正同样的作用。 且具有较好的抗噪能力。且具有较好的抗噪能力。第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering 反馈校正的设计反馈校正的设计G1(s)G2(s)Gc(s)Xi(s)Xo(s)G3(s)H(s)未校正时系统的开环传递函数:未校正时系统的开环传递函数: G0(s) G1(s)G2(s)G3(s)H(s)第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electroni
7、c engineering加入反馈校正后系统的开环传递函数:加入反馈校正后系统的开环传递函数:)s(G)s(G)s(G)s(Gc201 )s(G)s(G)s(G)s(Gc20 q 当当|G2(j )Gc(j )| 1时时)()()()(02sGsGsGsGc第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering上式表明,在上式表明,在|G2(j )Gc(j )| 1的频带范围内,的频带范围内,反馈校正装置的频率特性:反馈校正装置的频率特性:Lc( ) L0( ) L( ) L2( )由于由于L0(j )、 L2
8、(j )均为已知,而期望的开环传均为已知,而期望的开环传递对数频率特性递对数频率特性L(j )可以由给定的性能指标要可以由给定的性能指标要求获得,因此,可以方便地确定出求获得,因此,可以方便地确定出Lc(j )。第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering在上述综合设计过程中应当注意:在上述综合设计过程中应当注意:q 局部反馈回路必须稳定。局部反馈回路必须稳定。q 由于由于|G2(j )Gc(j )| 1,故在受校正频段要求:,故在受校正频段要求:Lc( ) + L2( ) L0( ) L( ) 0L
9、0( ) L( )越大,校正装置精度越高。越大,校正装置精度越高。第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering实际设计时,也可先采用串联校正方法得到满实际设计时,也可先采用串联校正方法得到满意的已校开环传递函数,然后用等效的局部反意的已校开环传递函数,然后用等效的局部反馈校正来实现。此时,馈校正来实现。此时,Gc(s)求法如下:求法如下:)s(G)s(G)s(G)s(Gc201 )(1)()()(20sGsGsGsGc第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanic
10、al & electronic engineeringl 复合校正复合校正 复合控制的概念复合控制的概念q 基于误差控制的缺点基于误差控制的缺点 只有当系统产生误差或干扰产生影响时,只有当系统产生误差或干扰产生影响时, 系统才被控制以消除误差的影响。系统才被控制以消除误差的影响。这样,若系统包含有很大时间常数的环节,这样,若系统包含有很大时间常数的环节,或者系统响应速度要求很高,调整速度就或者系统响应速度要求很高,调整速度就不能及时跟随输入信号或干扰信号的变化。不能及时跟随输入信号或干扰信号的变化。从而当输入或干扰变化较快时,会使系统从而当输入或干扰变化较快时,会使系统经常处于具有较大误差的状
11、态。经常处于具有较大误差的状态。第六章第六章 系统的性能与校正系统的性能与校正College of mechanical & electronic engineering 为了减小或消除系统在特定输入作用下的为了减小或消除系统在特定输入作用下的 稳态误差,可提高系统开环增益或型次,稳态误差,可提高系统开环增益或型次, 但这两种方法均会影响系统的稳定性。但这两种方法均会影响系统的稳定性。 通过适当选择系统带宽可以抑制高频扰动,通过适当选择系统带宽可以抑制高频扰动, 但对低频扰动缺无能为力。特别是存在低但对低频扰动缺无能为力。特别是存在低 频强扰动时,一般的反馈控制校正方法很频强扰动时,一般的反馈
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