反馈校正

2）选择纯测速校正参数 ，提高系统的相裕度。 ）选择纯测速校正参数T`，提高系统的相裕度。 令T2／T``=0.1，算出 ，算出T`=T2T2／T``=0.0025s。此时， 。此时， 在不计等效串联滞后网络校正的情况下， 在不计等效串联滞后网络校正的情况下 ， 开环系 统传递函数 K1 440 G2 ( s ) = = ' s (T s + 1) s (0.0025s + 1) 其对数幅频特性如图6-26中L2`(ω)所示。由图得 中 所示。 其对数幅频特性如图 ω 所示 截止频率ω 截止频率ωc2=420rad/s，相角裕度γ2=43.6°<50° ，相角裕度γ ° ° 由于截止频率拉得太宽， 由于截止频率拉得太宽 ， 抑制噪声能力更加恶 因此， 加入等效串联滞后校正， 化 。 因此 ， 加入等效串联滞后校正 ， 以减小系统 带宽,并进一步提高系统的相角裕度 并进一步提高系统的相角裕度， 带宽 并进一步提高系统的相角裕度 ， 显然是必要 的。
反馈校正的特点： 反馈校正的特点： (1) 削弱非线性特性的影响； 削弱非线性特性的影响； 有助于削弱被包围环节非线性影响的功能。 有助于削弱被包围环节非线性影响的功能。 (2) 减小系统的时间常数； 减小系统的时间常数； (3) 降低系统对参数变化的敏感性； 降低系统对参数变化的敏感性； (4) 抑制系统噪声。 抑制系统噪声。 注意：反馈校正时要注意内回路的稳定性。 注意：反馈校正时要注意内回路的稳定性。
6.4 反 馈 校 正
6.4.1 反馈校正的原理和特点 反馈校正的特点是采用局部反馈包围系统前 向通道中的一部分环节以实现校正, 向通道中的一部分环节以实现校正 其系统方框 R (s) 图如图所示。 图如图所示。 R(s) C(s) G (s) G (s)
1 1 2
－
－ Gc(s) G2c(s)
图中被局部反馈 包围部分的传递函数
根据上述分析， 根据上述分析 ， 用分析法选择反馈校正装置参 数的过程是： 为小于1的不同值 数的过程是：令T2／T``为小于 的不同值，选出满 为小于 的不同值， 足相角裕度和截止频率指标要求的T 足相角裕度和截止频率指标要求的 2／ T``；然后 ； 计算测速反馈系数K`t和超前网络时间常数 和超前网络时间常数T 计算测速反馈系数 和超前网络时间常数 2； 最 后选择合适的测速发电机和相角超前网络。 后选择合适的测速发电机和相角超前网络。 具体步骤如下。 具体步骤如下。 1)绘制待校正系统的开环对数幅频特性，确定待 的开环对数幅频特性， 绘制待校正 校正系统的截止频率和相角裕度， 校正系统的截止频率和相角裕度 ， 待校正开环传 440 递函数 G1 ( s ) = s (0.025s + 1) 其 对 数 幅 频 特 性 如 图 6-26 中 L`(ω) 所 示 。 ω 说明待校正系统的截止频率大， 相角裕度小， 说明待校正系统的截止频率大 ， 相角裕度小 ， 输 出噪声电平高，稳定性能差。 出噪声电平高，稳定性能差。
即：校正后系统特性基本与被反馈校正装 置包围的环节无关； 置包围的环节无关；
当|G2 ( s)Gc ( s ) |<< 1时
G ( s ) ≈ G1 ( s )G2 ( s )
即：校正后系统特性与待校正系统特性一 致。 因此，可以选择反馈校正装置的参数， 因此，可以选择反馈校正装置的参数，使 已校正系统的特性发生期望的变化。 已校正系统的特性发生期望的变化。
反馈校正的基本原理： 反馈校正的基本原理：用反馈校正装置包围待 校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用的 环节，形成一个局部反馈回路， 环节，形成一个局部反馈回路，在局部反馈回 路的开环幅值远大于1的条件下， 路的开环幅值远大于 的条件下，局部反馈回 的条件下 路的特性主要取决于反馈校正装置，而与被包 路的特性主要取决于反馈校正装置， 围部分无关； 围部分无关；适当选择反馈校正装置的形式和 参数， 参数，可以使已校正系统的性能满足给定指标 的要求。 的要求。
3) 选 择 等 效 串 联 滞 后 网 络 参 数 T2 。 现 在 选 T2=0.1s，则T``＝1s，等效串联滞后网络传递函数 ＝ ， ， T2 s + 1 0.1s + 1 G3 ( s ) = '' = T s + 1 ( s + 1) 于是，已校正系统开环传递函数 于是， 440(0.1s + 1) G ( s ) = G2 ( s)G3 ( s ) = s (0.0025s + 1)( s + 1) 其对数幅频特性如图6-26中L2``(ω)所示。由图得 所示。 其对数幅频特性如图 中 ω 所示 算出γ ω ＝ 42rad/s,算出 γ``=72°,全部满足给定指标要求 算出 ° 全部满足给定指标要求 。 如果所得结果不满足指标要求， 可以另选T2 值 如果所得结果不满足指标要求 ， 可以另选 值也可以另行选定。 进行计算。此外， 进行计算。此外，T2 / T``值也可以另行选定。 值也可以另行选定
6.4.2 测速 超前网络反馈校正 测速-超前网络反馈校正 纯测速反馈校正，有降低系统增益的缺点。 纯测速反馈校正，有降低系统增益的缺点。 若选用测速-相角超前网络反馈校正 相角超前网络反馈校正， 若选用测速 相角超前网络反馈校正，既可提高系 统的响应速度，又不会降底系统增益。 统的响应速度，又不会降底系统增益。因此有些 控制系统，例如火炮控制系统， 控制系统，例如火炮控制系统，就采用这种校正 方案。 方案。
R(s) － － E(s) K1 s(1+T1s ) K`ts C(s)
T2s T2s+1
解：由图可得已校正系统开环传递函数
K1 (T2 s Βιβλιοθήκη Baidu 1) G(s) = ' '' s (T s + 1)(T s + 1)
T2 T = '' T1 T T '' = T1 + (1 + K1 K t' )T2 − T '
设控制系统如图所示。 例 6-6 设控制系统如图所示 。 待校正系统开环增 T1 440s 益 K1=440s-1, 伺服电机时间常数= 0.025s . 若要 '' 求校正后系统的相角裕度 50o ，截止频率 γ ≥ 并有一定的抑制噪声能力 ， ωc '' ≥ 40rad / s ， 并有一定的抑制噪声能力， 试 和超前网络时间常数T 确定测速反馈系数 t' 和超前网络时间常数T2. K
'
表明：校正后系统的开环增益不变。 表明：校正后系统的开环增益不变。在参数选择 过程中，若保证T 过程中，若保证 2＜T``，必有 ＜T1。 ，必有T`＜ 从K1／s(T`s+1）部分来看，相当于增益保持 ( ）部分来看， 不变而时间常数减小的纯测速反馈校正； 不变而时间常数减小的纯测速反馈校正； s+1)／ ( 部分来看，由于T 从(T2s+1)／s(T``s+1) 部分来看，由于 2＜ T``，又相当于串联滞后校正。 ，又相当于串联滞后校正。 因此，系统稳定性和抑制噪声能力有所提高。 因此，系统稳定性和抑制噪声能力有所提高。
4）选择测速发电机与无源超前网络。根据下式 ）选择测速发电机与无源超前网络。
T = T1 + (1 + K1 K t )T2 − T
'' '
'
可以算得 ' '' 1 T + T − T1 ' Kt = ( − 1) ≈ 0.02[V /(rad / s )] K1 T2 K t ≥ K t ' 的原则，选择合适的测速发电 的原则， 然后根据 机；根据 T2 = 0.1 ，以及传递函数T2 s /(T2 s + 1) 的形 在表6-1中选择合适的超前网络 中选择合适的超前网络。 式，在表 中选择合适的超前网络。
G2 ( s ) G2 c ( s ) = 1 + G2 ( s )Gc ( s )
R(s)
R1(s) G1(s) － － Gc(s) G2c(s) G2(s)
C(s)
当|G2 ( s )Gc ( s ) |>> 1时 G1 ( s)G2 ( s ) G1 ( s ) G(s) = ≈ 1 + G2 ( s)Gc ( s ) Gc ( s )