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如何设计顺馈校正系统以提高稳态精度?

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-15顺馈校正系统的结构设计系统时,可以先设计系统的回路,保证具有较好的动态性能,然后再设计前馈校正装置Gcf,以提高对典型输入信号的稳态精度。主要因为图5-15和图5-15中的Gc在系统的环外,系统对Gc的参数变化就会变得非常敏感,也就是说,顺馈校正不可能适用于所有的环境。事实上,如果能用反馈和串联校正完成校正工作,就尽量少用顺馈和前馈校正。

如何设计顺馈校正系统以提高稳态精度?

图5-15(a)、(b)所示的系统中,Gc(s)属于串联校正,校正装置Gcf(s)设在系统回路之外,信号向前传输,分别属于前馈或顺馈校正。

图5-15 顺馈校正系统的结构

设计系统时,可以先设计系统的回路,保证具有较好的动态性能,然后再设计前馈校正装置Gcf(s),以提高对典型输入信号的稳态精度。根据图5-15(a),闭环系统的传递函数

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误差传递函数为

这就是说,可以通过设计Gc(s),使误差传递函数[式(5-22)]具有指定的特性,进一步设计Gcf(s),可以满足对输入-输出特性[式(5-21)]的要求,如稳态误差要求。通常情况下,通过串联校正控制器Gc(s)来为系统提供指定的稳定性和性能指标。

在串联校正过程中,只要Gc(s)与Gcf(s)不出现零-极点对消情况(大多数情况如此),Gc(s)的零点总是闭环传递函数的零点,这些零点完全有可能导致系统性能指标发生不利的变化,这时就需要引进顺馈校正器,如图5-15(b)中的Gcf(s),用于控制或抵消闭环传递函数中的不利零点的作用。二者作用基本一样,区别在于系统和硬件实现时的方式、成本不同。

既然顺馈校正可以完全抵消或增加系统闭环传递函数中的零极点,那么顺馈校正就具有非常强的校正能力,但为什么还要采用反馈校正方式进行校正呢?主要因为图5-15(a)和图5-15(b)中的Gc(s)在系统的环外,系统对Gc(s)的参数变化就会变得非常敏感,也就是说,顺馈校正不可能适用于所有的环境。事实上,如果能用反馈和串联校正完成校正工作,就尽量少用顺馈和前馈校正。

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