资源描述
1、某系统的开环对数幅频特性曲线如图所示,其中虚线表示校正前的,实线表示校正后的。要求
(1) 确定所用的是何种串联校正方式,写出校正装置的传递函数;
(2) 在图中绘制校正装置系统的对数幅频特性曲线;
(3) 当开环增益K=1时,求校正后系统的相角裕度和幅值裕度。
解:(1)由系统校正前、后开环对数幅频特性曲线可得:
校正前系统的传递函数为:,
校正后系统的传递函数为:
由
从而可得校正装置的传递函数为:
所用的是串联滞后-超前校正方式。
(或由校正装置对数幅频特性曲线如图所示,直接写出也可。)
(2)校正装置对数幅频特性曲线如图所示。
(3)当K=1时,
其对数幅频特性:,从中解得:
由,得,
解得:, (1分)
2、已知系统结构如图所示,T为采样周期,T=0.1(秒)
(1) 求图示系统的开环脉冲传递函数;
(2) 求图示系统的闭环脉冲传递函数;
(3) 当时,分析系统的稳定性。
解:(1)求系统的开环脉冲传递函数
所以:
又秒,,所以:
(2)
(3) 当时,
系统特征方程为:
将代入特征方程得:
化简后得:
根据劳斯稳定判据,系统稳定。
3、某一最小相位单位反馈系统固有部分的Bode图为图5中I曲线所示,串联校正后的Bode图为图5中II曲线所示。
图4
(4) 在图中画出校正装置的Bode图,并指出是何种校正装置;
(5) 写出校正后系统的开环传递函数;
(6) 在图中标出校正前后的穿越频率,并指出其数值;
(7) 求系统校正后的相位裕量,并判断系统的稳定性;
简要分析校正前后系统性能的变化。
解:
(1)绘出的校正装置的Bode图见图中曲线。
由图看出是相位超前校正装置。
(2)
(3)图中标出校正前后的穿越频率见图中。
(4)=54.2°
系统是稳定的
(5)校正前后的稳态性能不变,为二阶无差;
校正后的穿越频率比校正前大一倍,调节时间缩短一倍,响应加快;
校正前穿越0分贝的斜率为-40,校正后穿越0分贝的斜率为-20,相位裕量增大,超调下降,相对稳定性变好;
校正前高频段的斜率为-60,且位置较低,校正后高频段的斜率为-40,且位置抬高,抵抗高频干扰的能力变差。
4、已知系统结构如图所示,T为采样周期,T=1(秒)
(4) 求图示系统的开环脉冲传递函数;
(5) 求图示系统的闭环脉冲传递函数。
解:
(1)
所以:
所以:
(2)
5、单位负反馈控制系统的开环对数幅频特性曲线如图4所示,现采用串联校正对此系统进行校正,校正装置的传递函数为 ,
写出校正前系统的传递函数;
(8) 写出校正后系统的传递函数,在图中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线;
求校正后系统的截止频率和相角裕度。
解:
(1)
(2) ,见下图。
(3)依图
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