1、上海大學 自動化系 鄒斌 串聯綜合校正法串聯綜合校正法課外作業：課外作業：6-2, 6-3, 6-4(2)6-2, 6-3, 6-4(2)，6-5, 6-7 6-5, 6-7 鄒斌鄒斌上海大學上海大學 自動化系自動化系地地 址址: :上海市延長路上海市延長路149號號郵政編碼：郵政編碼：200072200072電子郵件電子郵件: : ZouB電電 話話: :上海大學 自動化系 鄒斌 希望頻率設計的思路希望頻率設計的思路根據系統性能根據系統性能得到對應的頻率特性得到對應的頻率特性已知未校正系統的頻率特性已知未校正系統的頻率特性求：校正裝置的頻率特性求：校正裝置的頻率特性

2、希望頻率特性希望頻率特性未校正系統的頻率特性未校正系統的頻率特性校正裝置的頻率特性校正裝置的頻率特性0CGG G020log20log20logcGGG上海大學 自動化系 鄒斌 獲得希望頻率特性的思路獲得希望頻率特性的思路三頻段理論三頻段理論dB/dec20 1. L(w)低頻段 系統穩態誤差ess2. L(w)中頻段 系統動態性能(s, ts)3. L(w)高頻段 系統抗高頻噪聲能力vsKsG )(0w wlg20lg20lg200 vKG 900vG最小相角系統 L(w) 曲線斜率與j(w)的對應關系 90 90 dB/dec40 180 0 dB/dec60 270 90 )(1)()(

3、sGsGs 1)()( sGs1)( sG希望希望 L(w w) 以以-20dB/dec斜率穿越斜率穿越 0dB線，并保持較寬的頻段線，并保持較寬的頻段上海大學 自動化系 鄒斌 一個設計合理的系統的三頻段一個設計合理的系統的三頻段中頻段的斜率以20dB為宜；低頻段和高頻段可以有更大的斜率 低頻段斜率大，提高穩態性能； 高頻段斜率大，排除干擾。但中頻段必須有足夠的帶寬，以保證系的相位裕 量，帶寬越大，相位裕量越大。 c c的大小取決于系統的快速性要求。的大小取決于系統的快速性要求。 c c大快速性好，但抗擾能力下降。大快速性好，但抗擾能力下降。上海大學 自動化系 鄒斌 12vKn w w (1)

4、 (1) 二階系統二階系統 )2()(2nnsssG w ww w 222)2()(nnjG w ww ww ww ww w njG w ww ww w2arctan90)( 1)2()(222 nccncjGwww ww ww ww w422224nnccw ww w w ww w 0442224 ncncw ww ww w w wncw w w w 24214)(180cw wj j 2222)(nnnsssw w w ww w nc w ww w2arctan90 cnw w w w2arctan 上海大學 自動化系 鄒斌 ncw w w w 24214)(180cw wj j nc w

5、 ww w2arctan90 cnw w w w2arctan 242142arctan )2()(2nnsssG w ww w 21/% s s e%s s nstww5 . 3 242145 . 3 w w cst tan7 2214724 上海大學 自動化系 鄒斌 (2) (2) 高階系統高階系統 %100)1sin1(4 . 016. 0% s s 21sin15 . 21sin15 . 12 w w cst)9035( 上海大學 自動化系 鄒斌 96248 cw w0833. 09688 cstw w例2 已知單位反饋系統G(s)，求wc, ；確定s, ts。解. 繪制L(w)曲線1

6、0096arctan2096arctan901096arctan180 001 .520027 s s查 P164 圖5-56)1100)(120()110(48)( sssssG102048 cw w)(180cw wj j 1 .528 .432 .789084180上海大學 自動化系 鄒斌 估算高階系統估算高階系統cw wcsatw w 00s s圖5-56)(w wL P164上海大學 自動化系 鄒斌 1101 . 0 cw w例3 已知最小相角系統 L(w) 如圖所示，試確定 (1) 開環傳遞函數G(s); (2) 由 確定系統的穩定性； (3) 將 L(w) 右移10倍頻，討論對系

7、統的影響。解.(1)201arctan1 . 01arctan90180 (3) 將 L(w) 右移10倍頻后有)120)(11 . 0(10)( ssssG 8 . 286. 23 .8490(2)101001 cw w20010arctan110arctan90180 )1200)(11(100)( ssssG 8 . 286. 23 .8490L(w) 右移后wc 增大 不變 s 不變 ts 減小0 穩定上海大學 自動化系 鄒斌 中頻段三頻段理論三頻段理論高頻段低頻段對應性能對應性能希望形狀希望形狀L(w)系統抗高頻干擾的能力系統抗高頻干擾的能力開環增益開環增益 K系統型別系統型別 v穩

8、態誤差穩態誤差 ess截止頻率截止頻率 w wc相角裕度相角裕度 動態性能動態性能陡，高緩，寬低，陡頻段頻段三頻段理論并沒有提供設計系統的具體步驟，三頻段理論并沒有提供設計系統的具體步驟，但它給出了調整系統結構改善系統性能的原則和方向但它給出了調整系統結構改善系統性能的原則和方向00s sst舉例上海大學 自動化系 鄒斌 關于三頻段理論的說明： 各頻段分界線沒有明確的劃分標準； 與無線電學科中的“低”、“中”、“高”頻概念不同； 不能用是否以-20dB/dec過0dB線作為判定 閉環系統是否穩定的標準； 只適用于單位反饋的最小相角系統。上海大學 自動化系 鄒斌 期望特性期望特性Lds() 根據設計指標而確定的滿足系統品質要求的開環對數幅頻特性曲線。期望特性：期望特性：低頻段低頻段 ：L(w)20lgK1w放大環節放大環節積分環節積分環節穩態誤差穩態誤差穩態無差度穩態無差度上海大學 自動化系 鄒斌 中頻段中頻段（1）按給定的時域頻性能指標交界頻率c（2）過c點作-20dB/dec的直線（3）確定中頻漸近線的長度， 或起點2和終點323wwh2和3分別成為c前后的轉折頻率I I型或型或II II型系統型系統11hhMr11rrMMhcrrMMww12crrMMww13sin1rMrM1sin1上海大學 自動化系 鄒斌 cwmw2w3w()m w-40-20-40H018000ww(