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专利号: 202011394853X
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种有源串联校正电路,其特征在于:设置有比例微分单元和惯性积分单元,所述比例微分单元的输入端与所述惯性积分单元的输出端连接,或者所述比例微分单元的输出端与所述惯性积分单元的输入端连接;

其中所述比例微分单元设置有运算放大器U1,该运算放大器U1的反向输入端连接电阻R1,该电阻R1的另一端为比例微分环节信号输入端,在该电阻R1的两端还并联有电容C1,在所述运算放大器U1的输出端和反向输入端之间并联有电阻R2,所述运算放大器U1的正向输入端接地;

所述惯性积分单元设置有运算放大器U2,该运算放大器U2的反向输入端连接电阻R3,该电阻R3的另一端为惯性积分环节信号输入端,在所述运算放大器U2反向输入端和输出端之间并联有电阻R4,在该电阻R4的两端跨接有电容C2,所述运算放大器U2的正向输入端接地。

2.根据权利要求1所述有源串联校正电路,其特征在于:在所述运算放大器U1的正向输入端经电阻R5后接地,所述运算放大器U2的正向输入端经电阻R6后接地。

3.根据权利要求2所述有源串联校正电路,其特征在于:所述电阻R5的值为R5=R1//R2,所述电阻R6的取值为R6=R4//R3。

4.根据权利要求1所述有源串联校正电路的校正方法,其特征在于:所述比例微分单元计算公式为:

比例微分环节传递函数:

GD(s)=‑kD(TDs+1)

其中 TD=R1C1;

所述惯性积分单元的计算公式为:

惯性积分环节传递函数:

其中 TI=R4C2;

所述有源串联校正电路计算方法为:

有源串联校正电路的传递函数:

Uo为输出电压,Ui为输入电压,Uo1为运算放大器U1的输出电压,τ1、τ2和k值由自动控制的串联校正方法确定;(sτ1+1)与建立的被控对象传递函数的分母相同;(sτ2+1)由被控对象传递函数、提出的超调量和调节时间指标确定;k由控对象传递函数的静态误差系数和提出的静态误差系数指标共同确定;

校正环节分母由惯性电路产生,τ2=R4C2,通过τ2选取合适的R4和C2;

校正环节分子由微分电路产生,τ1=R1C1,通过τ1选取合适的R1和C1;

校正装置的分子(sC1R1+1),为实际被控对象传递函数的分母,所以校正装置的C1R1是固定值;

为了调节方便,令R4=R3,所以R3可以由R4确定;

比例系数为:

由于R4=R3,所以 由于已经由τ1选取了R1,所以R2由k和R1共同确定;

由于建模误差,串联校正理论计算τ1和τ2不准确,所以确定得到串联校正电路的电容和电阻参数值一下达不到控制系统指标要求,进而需要调节,当串联校正电路串联上被控对象后,对串联校正电路各个电路参数值进行调节,调节方法如下:输出阶跃响应波形的超调量比要求的超调量指标大,则同时调小R3和R4;输出阶跃响应波形的超调量比要求的超调量指标小,则同时调大R3和R4;

输出阶跃响应波形的调节时间比要求的调节时间大,则同时调小R3和R4;输出阶跃响应波形的调节时间比要求的调节时间小,则同时调大R3和R4;

输出阶跃响应波形的超调量和调节时间调节时,请保证R3和R4一起变化,即确保R3=R4;

输出阶跃响应波形的静态误差比要求的静态误差小,则增加R2值;输出阶跃响应波形的静态误差比要求的静态误差大,则减小R2值。