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毕业设计论文基于频率特 性的典型系统校正设计及仿真 研究|毕业设计(论文)—基于频率特性的典型系统校正设计及仿真研究( 六 )



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根据m可以计算出a的数值 。
(4)把校正装置的最大超前角频率m确定为系统新的截止频率 。
即要求原系统在m处的幅频为-10lga , 从而确定m 。
(5)计算校正装置的传递函数 。
(6)验算校正后系统的性能指标 。
(7)确定超前校正网络的元件值 。
应当指出 , 在有些 。

35、情况下 , 采用串联超前校正是无效的 。
串联超前校正受以下两方面的限制:(1)闭环带宽要求 。
若未校正系统不稳定 , 为了得到规定的相角裕度 , 需要超前网络提供很大的相角超前量 。
这样 , 超前网络的a值必须选得很大 , 从而造成已校正系统带宽过大 , 使系统抗高频噪声的能力下降 , 甚至使系统失控 。
(2)在截止频率附近相角迅速下降的未校正系统 , 一般不宜采用串联超前校正 , 因为随着截止频率的增大 , 未校正系统的相角迅速减小 , 使已校正系统的相角裕度改善不大 , 很难满足要求的性能指标 。
(二) 串联迟后校正利用迟后校正装置进行串联迟后校正的基本原理 , 是利用迟后校正装置的高频幅值衰减特性 , 使已校正系统的截止频率下降 , 从而使系统获得足够的相 。

36、角裕度 。
因此迟后校正装置的最大迟后角应避免发生在校正后系统的截止频率附近 , 具体步骤为:(1)根据稳态误差的要求 , 确定原系统的开环增益K;(2)利用已确定的开环增益K , 计算未校正系统的相角裕度;(3)选择新的截止频率c , 要求在新的截止频率处 , 满足系统相角裕度的要求 , 公式为:(c )=+(6-14)考虑到校正后 , 串联迟后校正装置将产生相角迟后 , (c )比希望的相角裕度增加了(6-14) 。
(4)计算出原系统在c处的对数幅频特性L(c) , 为使校正后系统的截止频率为c , 确定迟后校正装置高频衰减的数值 , 即:20lgb+ L(c)=0(5)为减小迟后校正装置相角迟后特性对系统相角裕度的影响 , 迟后校正装置的转 。

37、折频率应远离c , 可取:(6计算校正装置的传递函数 。
(7)验算校正后系统的性能指标 。
(8确定超前校正网络的元件值 。
串联超前校正、串联迟后校正的比较:1:超前校正是利用超前网络的相角超前特性 , 而迟后校正则是利用迟后网络的高频幅值衰减特性;2:为了满足系统的稳态性能要求 , 当采用无源校正网络时 , 超前校正要求一定的附加增益 , 而迟后校正一般不需要附加增益;3:对于同一系统 , 采用超前校正的系统带宽大于采用迟后校正系统的带宽 。
3):串联迟后-超前校正当未校正系统不稳定 , 要求校正后系统响应速度快 , 相角裕度和稳态精度较高时 , 以采用串联迟后-超前校正装置为宜 。
其基本原理是利用超前部分增大相角裕度 , 利用迟后部分来改善 。

38、系统的稳态精度 。
串联迟后-超前校正的设计步骤如下:1:根据稳态性能要求确定开环增益K;2:绘制未校正系统的对数幅频特性曲线 , 求出其开环截止频率、相角裕度、幅值裕度;3:在未校正系统对数幅频特性曲线上 , 选择频率从-20db/dec变为-40db/dec的交接频率作为校正网络超前部分的交接频率b;4:根据系统的性能指标 , 选择系统新的开环截止频率c;5:计算校正网络的衰减因子1/ , 要保证系统开环截止频率为c , 应有:根据系统相角裕度的要求 , 确定校正网络迟后部分的交接频率a;7:验算已校正系统的各项性能指标 。
(三)应用举例例7已知一个线性控制系统如图9所示图9 系统结构图其固有的传递函数为:用MATLA 。

39、B对其进行仿真得出其仿真图如图10所示:num=1600;
den=1 42 80 0;
G=tf(num,den);
bode(G,r) 图10未校正前MATLAB仿真图在MATLAB中输入超前校正程序后得到仿真图如图11所示图11超前校正MATLAB仿真图同样输入滞后校正程序得到滞后校正如图12所示图12 滞后校正MATLAB仿真图最后输入超前滞后校正程序得到仿真图如图13所示:图13超前滞后校正MATLAB仿真图使用GUI设计该程序的操作面板 , 图形用户界面(GUI)是用户与计算机程序之间的交互方式 , 是用户与计算机进行信息交流的方式 。
打开MATLAB , 使用GUI制作该程序的用户界面 , 操作步骤如下 。

40、:图14是GUI的打开时的界面 。
图14图15是制作完成后的程序面板 。
图15MATLAB下的仿真研究传递函数:静态误差系数取k=6时 , 仿真结果如下:图16图17静态误差系数取k=3时 , 仿真结果如下:图18可以多输入几组数据进行仿真 , 这里不再赘述 。


稿源:(未知)

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