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速度反馈校正的意义和方法

【摘要】:在前面二阶系统性能改善采用的输出量的速度负反馈控制就是局部反馈校正结构图如图6-17所示。图6-18具有速度负反馈校正系统的伯德图引入速度负反馈控制后系统的开环对数幅频特性曲线如图6-18中Lk所示,其对应的传递函数为式中,由式可见,采用输出量的速度负反馈控制,即局部反馈校正后系统仍具有相同数目的积分环节,并没有改变开环传递函数的形式,但改变了系统的参数,开环放大系数和时间常数都减小到了原来的K倍。

在前面二阶系统性能改善采用的输出量的速度负反馈控制就是局部反馈校正结构图如图6-17所示。

图6-17 具有速度负反馈的二阶系统

在图6-17中,原二阶系统的开环传递函数,即被局部反馈包围的环节传递函数为

局部反馈采用微分环节,即速度负反馈

则局部反馈部分的开环传递函数为

根据式(6-20)~式(6-22),可绘制出Go(jω)、Gc(jω)和Go(jω)Gc(jω)的对数幅频特性曲线,如图6-18所示。

图6-18 具有速度负反馈校正系统的伯德图

引入速度负反馈控制后系统的开环对数幅频特性曲线如图6-18中Lk所示,其对应的传递函数为

式中,

由式(6-23)可见,采用输出量的速度负反馈控制,即局部反馈校正后系统仍具有相同数目的积分环节,并没有改变开环传递函数的形式,但改变了系统的参数,开环放大系数和时间常数都减小到了原来的K倍。局部反馈校正最明显的作用是,时间常数的减小使转折频率增大,对数幅频特性曲线穿越0dB线的斜率由-40dB/dec改变成-20dB/dec,相位裕量γ增大,改善了系统的相对稳定性;但减少了稳态误差系数,会使系统的稳态性能变差,为了避免这种影响需同时增大放大系数。由于局部反馈校正设计计算过程复杂,具体设计方法可参考相关资料,在此将不再介绍。