《自动控制基础》课程教学资源（课件讲稿）知识模块6 控制系统的校正 6.2 常用校正装置及其特性

第六章系统校正6.2常用校正装置及其特性6.2.1超前校正装置6.2.2滞后校正装置6.2.3滞后一超前校正装置CURREN

6.2 常用校正装置及其特性 6.2.1 超前校正装置 6.2.2 滞后校正装置 6.2.3 滞后—超前校正装置 第六章 系统校正

第六章系统校正6.2.1超前校正装置超前校正文称微分校正。超前校正装置既可用无源网络组成，又可用由运算放大器加入适当电路的有源网络组成1、无源超前网络：R: Z,=7R,Cs+1Z, = R,1: G (S)= Z,+Z2

6.2.1 超前校正装置 超前校正又称微分校正。超前校正装置既可用 无源网络组成，又可用由运算放大器加入适当电路 的有源网络组成。 第六章 系统校正 1、无源超前网络： Uc Ur C R2 R1 Z1 Z2 2 2 1 1 1 1 Z R R Cs R Z     1 2 2 ( ) Z Z Z G s c   

第六章系统校正(续）超前校正装置R2Z,R,(R,Cs + 1):. G,(s)=R,Z, +Z,RR,Cs+R +RR,+R,Cs+1RR,Cs+1R,R, + R2R,Cs+1R, +R,R2设α=<1,T=RCXR,+R,福STs +1S-z=则G.(s)=α1αTs + 1s-pS(: α<1)αTFrane

超前校正装置（续）1 ( ) 1 1 2 2 1 2 2       R CsR R R Z Z Z G s c 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2      R Cs R R RR Cs R R R 第六章 系统校正 T R C R R R 1 1 2 2  1   设  ， 1 2 1 2 2 1 ( 1 ) R R Cs R R R R Cs     s p s z T s T s Ts Ts G s c          11 11 则 ( ) j p z 0  1 1 1       T p T 且 z

第六章系统校正对数频率特性：L.() = 20lg α +20 lg V1+ T2-20g V1+α@'T2L()/dBA转折频率 00相位超前，故称超前校正装置

对数频率特性： 第六章 系统校正 2 2 2 2 2 20lg 1 ( ) 20lg 20lg 1 T Lc T           T T   1 1 1   2  c  T  T 1 1 ( ) tan tan     转折频率 特点:   0  ，()  0 相位超前，故称超前校正 装置

第六章系统校正(续）超前校正装置dp1-α电=0可求得Pm时的 0m由=tanD2VaVaTdoTQ@=JaT:m则一KdαTVaT20..Q0m可见：の在の和の的几何中点。L(w)/dB=a101oga可见α→㎡个20gaP()4且L（@m）=20lgα+20lga=10logα

m      2 1 tan 1 1     m m T 由  0 可求得 时的 ，   d d 超前校正装置（续）          1 1 1 2 1 2     T T T T m m 则 ， 可见： m在1和2的几何中点。 m m    1 sin 1 sin   且有  可见   m      1 0log 1 ( ) 2 0lg 2 0lg  且Lc m   第六章 系统校正

第六章系统校正3）实用方式：Ts+1(α<1):G(s)=ααTs+1:.低频段L()=20lgα<0因此，串入系统会使K减小，e.增加。实用中可增加一个放大系数等于1/α的放大器，则有：L(@) t dBTs+1-G.(s)=20logaαTs+ 110loga且L（0m）=10log0

3）实用方式： ( 1) 1 1 ( )        Ts Ts G s  c 低频段L()  20lg  0 因此，串入系统会使K减小，ess增加。实用中可 增加一个放大系数等于1/α的放大器，则有：   1 1 1    Ts Ts G s c   T 1 T 1 T 0 1  L() dB  1 20log  1 10log   1 且Lc ( m )  10log 第六章 系统校正

第六章系统校正（续）超前校正装置1-sin Pmα1+sin (Pm所以，m仅与α值有关。α值选得越小，则超前网络的微分作用越强，网络提供的最大超前相角?m也就越大，但随之而来的副作用是干扰也会增大。通常，为了使系统保持较高的信噪比，实际应用中，α≥0.05福

超前校正装置（续） 第六章 系统校正 m m       1 sin 1 sin  所以， 仅与 值有关。 值选得越小，则超 前网络的微分作用越强，网络提供的最大超前相 角 也就越大，但随之而来的副作用是干扰也 会增大。通常，为了使系统保持较高的信噪比， 实际应用中， 。 m   0.05   m

第六章系统校正2、有源超前网络有源超前网络通常R2R314g由运算放大器组成R+1u:uoG.(s)= KOTs+1+RR+R其中： K,=L(o) t dBR,[+20]R,R3+R)CT=R,+R30T>TT=RC若适当选择电阻值，使R2+R3-R1，则K,=1

1 1 ( )    Ts s Gc s Kc  2、有源超前网络： 有源超前网络通常 由运算放大器组成。 其中： 1 2 3 R R R Kc   R C R R R R ( ) 4 2 3 2 3     T  R4 C   T ； 若适当选择电阻值，使R2+R3=R1，则Kc =1。 第六章 系统校正 T 1  0 1  L() dB [+20]

第六章系统校正PD调节器：工程中常采用PDR2调节器作为超前校uoRi正装置。CRoG.(s)= K.(s+1)L()/dB[+20]R2其中: K,=RT=RC20lgK01/ TCo)其Bode图如右图所示。PD调节器的Bode图

PD调节器： PD调节器的Bode图 工程中 常采用 PD 调节器作为超前校 正装置。 G (s)  K ( s 1) c c  R C R R Kc 1 1 2 其中：  ，  其Bode图如右图所示。 第六章 系统校正

第六章系统校正6.2.2滞后校正装置滞后校正文称积分校正。滞后校正装置同样可用电阻、电容所组成的无源网络来实现，或由运算放大器构成的有源网络来实现1、无源滞后网络：: Z,= R, Z, = R, +云sZ:.G,(s)=Z,+ZR2R + R

1、无源滞后网络： Cs Z R Z R 1  1  1， 2  2  Cs R R Cs R Z Z Z G s c 1 1 ( ) 1 2 2 1 2 2        6.2.2 滞后校正装置 R1 R2 C Ur Z2 Uc Z1 第六章 系统校正 滞后校正又称积分校正。滞后校正装置同样可 用电阻、电容所组成的无源网络来实现，或由运算 放大器构成的有源网络来实现