控制工程基础畅元江控制系统瞬态响应分析.ppt

输入 误差系数 稳态误差 系统型别 1．位置误差，速度误差，加速度误差分别指输入是阶跃、斜坡、匀加速度输入时所引起的输出位置上的误差。 2．表概括了0型、I型和II型系统在各种输入量作用下的稳态误差。在对角线以上，稳态误差为无穷大；在对角线以下，则稳态误差为零。 3．对于单位反馈控制系统，稳态误差等于稳态偏差。 4．静态误差系数Kp、 Kv、 Ka分别是0型、I型和II型系统的开环增益。 5．对于非单位反馈控制系统， Kp、 Kv、 Ka将为位置偏差系数、速度偏差系数、加速度偏差系数，可先求出稳态偏差后，再求出稳态误差。 6 系统在多个信号共同作用下总的稳态偏差(误差）等于多个信号单独作用下的稳态偏差（误差）之和。 如： 总的稳态偏差： 例6-2 - 系统不能承受加速度输入 2.3 扰动引起的误差 - - 例6-3 - 例6-4 某直流伺服电动机调速系统，试求扰动力矩引起的误差。 - 为了更进一步减小 - 物理意义：在扰动作用点与偏差信号之间加上积分环节，就等于加入静态放大倍数为无穷大的环节，于是稳态误差为零。 （1）系统的输出通过反馈元件与输入比较，因此反馈通道的精度对于减小系统误差是至关重要的。反馈通道元部件的精度要高，避免在反馈通道引入干扰。 （2）在保证系统稳定的前提下， 对于输入引起的误差，可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型别减小之； 对于干扰引起的误差，可通过在系统前向通道干扰点前加积分器和增大放大倍数减小之。 （3）有时系统要求性能很高，稳态误差要小，动态性能要好，单靠加大开环增益或串入积分环节往往不能同时满足上述要求。这时，可采用复合控制（顺馈）的方法，对误差进行补偿。补偿方式可分两种： 1、按干扰补偿 2、按输入补偿 1、按干扰补偿 - 当干扰直接可测量时 补偿器 确定 为何值时，能使干扰 对输出 无影响。 双通道原理 2、按输入补偿 - 补偿器放在 系统回路之外 因此，可先设计系统的回路，使之具有较好的动态性能，然后再设计补偿器，以提高稳态精度。 补偿器不影响特征方程 即不影响系统动态特性 补偿器只改善稳态精度 应用MATLAB语言，编写一计算欠阻尼二阶系统时域性能参数的程序。 程序输入：系统控制模型 (tf对象) 程序输出：各类时域性能参数 1 教材　6-4 6-13 作业 应用MATLAB语言，编写一计算欠阻尼二阶系统时域性能参数的程序。 程序输入：系统控制模型 (tf对象) 程序输出：各类时域性能参数 2 编程题 (a)一阶极点在原点 (b)一阶极点在负实轴 (c)一阶极点在正实轴 (d)一阶共轭极点在虚轴上 (e)共轭极点在虚轴上，原点有一零点 (f)共轭极点在左半平面 (g)共轭极点在右半平面 (a)在原点有二重极点 (b)在负实轴上有二重极点 零点移动 到原点 幅度多了 一个因子 多了相移 零点的分布只影响时域函数的幅值和相位，不影响振荡频率 应用MATLAB语言，编写一计算欠阻尼二阶系统时域性能参数的程序。 程序输入：系统控制模型 (tf对象) 程序输出：各类时域性能参数 作业 应用MATLAB语言，编写一计算欠阻尼二阶系统时域性能参数的程序。 程序输入：系统控制模型 (tf对象) 程序输出：各类时域性能参数 2 编程题 1 计算题 3-2 3-6 3-7 稳态误差的基本概念 控制系统稳态误差的计算 Steady-state Error 　1、稳定 2、准确 3、快速 误差 静差：由元件不完善造成的； 原理性误差： 1、不能很好跟踪输入信号造成的； 2、由于扰动引起的。 对控制系统的基本要求： - - 偏差 偏差信号定义为输入信号与反馈信号的差 说明： 1）误差是从系统输出端来定义的，它是输出的希望值与实际值之差，这种方法定义的误差在性能指标提法中经常使用，但在实际系统中有时无法测量，因而一般只具有数学意义。 2）偏差是从系统的输入端来定义的，它是系统输入信号与主反馈信号之差，这种方法定义的误差，在实际系统中是可以测量的，因而具有一定的物理意义。 3）对单位反馈系统而言，误差与偏差是相等的。 4）有些书上对误差、偏差不加区分，只是从不同的着眼点（输入、输出点）来定义，看参考书时应稍加注意。 误差信号E(s) 误差信号e(t)定义为系统期望输出Xor(t)与系统实际输出Xo(t)之差，即： E(s)= Xor(s)－ Xo(s) 控制系统的期望输出Xor(s) 定义为偏差信号?(s)＝0时的实际输出值，即此时控制系统无控制作用，实际输出等于期望