自动控制理论答案(孙扬声版)(7)

2019-03-03 20:22

例7-2.解:依题意,原系统的开环传递函数:G0(s)?20.

(1?5s)(1?0.5s)(1?0.05s)调整开环增益K?20至K?40,则G0(s)?40.

(1?5s)(1?0.5s)(1?0.05s)频率特性:G0(j?)?40.

(1?j5?)(1?j0.5?)(1?j0.05?)此时,剪切点频率为?c,对应的相位裕量为?,则

由20lg40?20lg5?c?20lg0.5?c?0,得?c?4rad/s,

??180???(G0(j?c)?180??tg?15?c?tg?10.5?c?tg?10.05?c?18?.

采用超前校正,根据?和?,必须添加的相位超前量:??????50??18??32?.

??????37?,则 预想一个裕量??5,则新超前量:?max????1?sin?max?4.02 ?1?sin?max根据调整增益后的Bode图,确定 LmG0??1Lm???6.04dB 处的频率?max,对应的相位裕量??. 220lg40?20lg5?max?20lg0.5?max??6.04得?max?5.66rad/s,

???180???(G0(j?max)?180??tg?15?max?tg?10.5?max?tg?10.05?max?6?.

????????44???max??37?. 根据?和??,必须添加的相位超前量:?max????????49?,??说明预想的裕量?不足,另选??17,重新计算新超前量:?max根据调整增量后的Bode图,确定 LmG0????1?sin?max?7.15 ?1?sin?max1?,对应的相位裕量??. Lm???8.54dB 处的频率?max2??20lg0.5?max???8.54得?max??6.54rad/s, 20lg40?20lg5?max?)?180??tg?15?max??tg?10.5?max??tg?10.05?max??1?. ???180???(G0(j?max??6.54rad/s,得T2?????????49???max??49?.故选??7.15,?max?max1???max?0.057s,?T2?0.41s.

所以,校正后的开环传递函数为:G0(s)?

40(1?0.41s).

(1?5s)(1?0.5s)(1?0.057s)(1?0.05s)例7-3.

解:依题意,原系统的开环传递函数:G0(s)?50, 2(1?5s)(1?0.05s)频率特性:G0(j?)?50.

(1?j5?)(1?j0.05?)2此时,剪切点频率为?c,对应的相位裕量为?,则 由20lg50?20lg5?c?0,得?c?10rad/s,

??180???(G0(j?c)?180??tg?15?c?2tg?10.05?c?38????50?.

?处的相位裕量???????55?. 估计一个裕量??5,调整开环增益至K?,使新剪切点?c?则此时,开环传递函数为:G0(s)?K?,

(1?5s)(1?0.05s)2频率特性:G0(j?)?K?. 2(1?j5?)(1?j0.05?)?)?180??tg?15?c??2tg?10.05?c?由???180???(G0(j?c??180??90??2tg?10.05?c?55?.??6.3rad/s. 得?c??0得:K??31.5 又由20lgK??20lg5?c采用滞后校正,从检查点A向右下方作一斜率为?40dB/dec的线段交调整后的幅频渐近线于点A, 由20lg100?40lg5?A?20lg31.5?20lg5?A得:?A?0.63rad/s. 与点A、A对应的频率即为该环节在Bode图上的两个转角频率,

即T1?

11?5s,?T1??1.6s,??0.32. 0.20.63所以,校正后的开环传递函数为:G0(s)?

100(1?1.6s).

(1?5s)2(1?0.05s)2例7-4.

解:原系统的开环传递函数:G0(s)?20

(1?5s)(1?0.5s)(1?0.05s)频率特性:G0(j?)?20

(1?j5?)(1?j0.5?)(1?j0.05?)此时,剪切点频率为?c,对应的相位裕量为?,则

由20lg20?20lg5?c?20lg0.5?c?0,得?c?2.83rad/s,

??180???(G0(j?c)?180??tg?15?c?tg?10.5?c?tg?10.05?c?31?.

①先采用超前校正,同时调整增益至K?,

????????34?, 估计一个裕量??5,根据?和?,必须添加的相位超前量:?max?1?sin?max则???3.54,

?1?sin?max?T2?1??c?1?0.19s,?T2?0.66s?0.5s.

3.54?2.83故由20lgK??20lg5?c?0 得:K??14.15. ②再采用滞后校正,Kv线与LmK?线的交点为A,则 由20lg100?20lg50?A?20lg14.15得:?A?0.14rad/s. 故T1?11?50s,?T1??7.14s,??0.143. 0.020.14综上①②知,校正后的开环传递函数为:G0(s)?

100(1?7.14s)(1?0.66s).

(1?50s)(1?5s)(1?0.5s)(1?0.19s)(1?0.05s)


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