設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法制造技術

一種設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法，其特征是以相位超前校正環節的兩個控制參數分別為縱橫坐標，建立一個有界的二維參數設計空間；以頻域控制性能指標為目標函數，以相位超前校正環節的兩個控制參數為設計變量，在參數設計空間內繪制各個控制性能指標的等值線，得到系統的控制性能曲線圖；控制性能曲線圖呈現了控制性能指標與校正環節參數之間的一一對應關系；協調和對比各個性能曲線圖，可得到控制性能綜合最優的校正環節參數，完成校正環節的最優化設計。本發明專利技術具有直觀、系統和全面的特點。

A frequency domain performance curve method for designing phase lead correction links

The design of a phase advance correction map method in frequency domain performance curve of the link, the characteristics of the two control parameters to phase lead correction link were vertical and horizontal coordinates, establish a bounded two-dimensional parameter space design; using frequency control performance index as the objective function, with two control parameters of the phase correction link as before the design variables, contour map of each performance index of the control parameters in the design space, control performance curve of the system; control performance curve presents the control performance index and parameter correction link corresponding relation; coordination and contrast each performance curve can be obtained, the optimal control performance comprehensive correction parameters. Complete the optimization design of the calibration link. The invention has the characteristics of direct viewing, systematic and comprehensive.

【技術實現步驟摘要】
設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法
：本專利技術屬于機械工程控制領域，特別涉及一種設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法。
技術介紹
：如受控機械系統的控制性能(穩定性、準確性和快速性)不滿足要求，則可通過在系統中增加校正環節的方法，以改善受控機械系統的控制性能。相位超前校正是常用的校正方法之一。在機械工程控制領域，設計相位超前校正環節最為常用的方法為應用伯德圖進行設計的頻域設計方法。該方法一般以相位裕度為性能指標，借助伯德圖通過解析計算確定校正環節參數。該方法滿足給定的相位裕度要求，是可行解，但不是最優解。另外，對系統控制性能評價的頻域性能指標不僅僅是相位裕度，還有剪切頻率、截止頻率、諧振峰值、幅值裕度等；在初步設計的基礎上需要驗算其它性能指標是否也滿足要求，如不滿足，需要多次反復設計和驗算，直到滿足所有性能指標要求為至，繁瑣而費時。因對控制系統的性能有多方面的要求，多個控制性能指標間是相互矛盾的；校正環節參數對系統控制性能的影響也是相互矛盾的。因此，校正環節的參數設計是一個非常重要又非常困難的問題。
技術實現思路
：本專利技術針對現有技術中的不足，提出一種設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法，其具有直觀、系統和全面的特點。本專利技術解決其技術問題所采用的方案是：一種設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法，以相位超前校正環節的兩個控制參數分別為縱橫坐標，建立一個有界的二維參數設計空間。以頻域控制性能指標為目標函數，以相位超前校正環節的兩個控制參數為設計變量，在參數設計空間內繪制各個控制性能指標的等值線，可得到系統的控制性能曲線圖?？刂菩阅芮€圖呈現了控制性能指標與校正環節參數之間的一一對應關系。協調和對比各個性能曲線圖，則可得到控制性能綜合最優的的校正環節參數，完成校正環節的最優化設計。附圖說明：圖1為系統傳遞函數方框圖。圖2為諧振峰值性能曲線圖。圖3為截止頻率性能曲線圖。圖4為相位裕度性能曲線圖。圖5為剪切頻率性能曲線圖。圖6為單位階躍響應曲線圖。具體實施方式：以下結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳述：如圖1所示為系統傳遞函數方框圖，其中Kb＝40為系統放大器的放大系數，相位超前校正環節的傳遞函數為其有兩個控制參數，分別為T和α，且有0.05≤α＜1，這里我們可選擇參數T的取值范圍為0＜T＜1。分別以有界的控制參數T和α為縱橫坐標，則可得校正環節的參數設計空間。以頻域控制性能指標為目標函數，以參數T和α為設計變量，在參數設計空間中繪制目標函數等值線，則可得到各個性能指標的性能曲線圖。圖2所示為諧振峰值性能曲線圖、圖3所示為截止頻率性能曲線圖、圖4所示為相位裕度性能曲線圖、圖5所示為剪切頻率性能曲線圖。協調和對比各個性能曲線圖，則可得到綜合性能最優的校正環節參數。例如，這里可選擇校正環節的參數為T＝0.1和α＝0.1。圖6所示為系統的單位階躍響應曲線圖，所述圖6中三個子圖分別對應為校正環節參數為T＝0和α＝0(無校正環節)時系統的單位階躍響應曲線；校正環節參數為T＝0.0514和α＝0.233(為滿足相位裕度大于等于45°，應用基于伯德圖的頻域響應設計方法得到的校正環節參數)時系統的單位階躍響應曲線；校正環節參數為T＝0.1和α＝0.1(應用所述頻域性能曲線圖法得到的校正環節參數)時系統的單位階躍響應曲線。對比圖6所示三個子圖可見，頻域性能曲線圖法可顯著改善系統的控制性能，并具有直觀、系統、全面的特點。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法，其特征是以相位超前校正環節的兩個控制參數分別為縱橫坐標，建立一個有界的二維參數設計空間；以頻域控制性能指標為目標函數，以相位超前校正環節的兩個控制參數為設計變量，在參數設計空間內繪制各個控制性能指標的等值線，得到系統的控制性能曲線圖；控制性能曲線圖呈現了控制性能指標與校正環節參數之間的一一對應關系；協調和對比各個性能曲線圖，可得到控制性能綜合最優的的校正環節參數，完成校正環節的最優化設計。

【技術特征摘要】
1.一種設計相位超前校正環節的頻域性能曲線圖法，其特征是以相位超前校正環節的兩個控制參數分別為縱橫坐標，建立一個有界的二維參數設計空間；以頻域控制性能指標為目標函數，以相位超前校正環節的兩個控制參數為設計變量，在參數設計...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王冰，高永亮，
申請(專利權)人：北華航天工業學院，
類型：發明
國別省市：河北,13