考研851 自动控制原理
题海 · pdf-page · p.375

求得

\[T_1=0.076\]

于是校正网络为

\[G_c(s)=\frac{1+0.6s}{1+0.076s}\]

相应电路图如图 6-66 所示。

(2) 画伯德图。

\[20\lg K=20\text{dB}, \quad \omega_c=\omega_m=6\]
\[\frac{1}{T_2}=1.67, \quad \frac{1}{T_1}=13.16\]

校正前后系统伯德图如图 6-67 所示,其中

对数幅频:\(L_0(\omega)\)\(L(\omega)\)

对数相频:\(\varphi_0(\omega)=-180°\)\(\varphi(\omega)=-180°+\arctan0.6\omega-\arctan0.076\omega\)

图:自控原理题海_p375_fig1

图 6-66 超前校正电路图

图:自控原理题海_p375_fig2

图 6-67 校正前后系统伯德图

计算结果如表 6-2 所示。

表 6-2 计算结果

\(\omega\) 0.1 0.5 1 3 6 10 30 60 100
\(\varphi(\omega)\) \(-177°\) \(-165.5°\) \(-153.4°\) \(-132°\) \(-130°\) \(-136.7°\) \(-159.5°\) \(-169.2°\) \(-173.5°\)
\(\gamma\) \(\gamma=50°\)

(3) 采用速度反馈校正。

选用图 6-68 所示速度反馈校正方案,其开环与闭环系统传递函数为

\[G(s)=\frac{10/s^2}{1+10K_ts/s^2}=\frac{10}{s(s+10K_t)}\]
\[\Phi(s)=\frac{10}{s^2+10K_ts+10}=\frac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_ns+\omega_n^2}\]

故有

\[\omega_n^2=10, \quad 2\zeta\omega_n=10K_t\]

为了确定\(K_t\),必须先确定\(\zeta\)。按题意要求,\(\sigma\%\leqslant15\%\)。对于无零点二阶系统,有

\[\sigma\%=100e^{-\pi\zeta/\sqrt{1-\zeta^2}}\%\leqslant15\%\]

解出 \(\zeta\geqslant0.517\)。取 \(\zeta=0.55\),算出