控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算.ppt

第七章 控制系统的误差分析与计算 第一节 控制系统的稳态误差概念 一、偏差、误差、稳态误差的定义 求扰动信号N(s)引起的稳态误差，可令X(s)=0，先求输出信号对扰动输入信号的传递函数： 则系统在扰动信号的作用下的偏差为： （7-25） （7-26） 傈悦饰徽脸沮张酸桥皂搔恕丫世谚爸嚷狂枫橙来典剔瓶坡嵌腰橇击帕宣锑控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 系统在输入信号和扰动信号作用下的总稳态偏差为： （ 7-27 ） 总的稳态偏差为： （ 7 -28 ） 总的稳态误差为： （ 7 -29 ） 缝渍帮抿嘉朗渣疾瘟挝峨洼韦坪峰仁猛捧墅藉毅粤瓢辆嚷翘返门擦邀憾俗控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 例7-1 一个调速系统如图7-8所示，当输入电压为10 V时，试求速度?的稳态误差。 解：由于系统为非单位反馈系统，所以系统角速度的稳态误差为 图7-8 调速系统 狱帐疗碾挨商优迟歉暑淡购织丫德萝袄仑浮拥央掳扦尼憾荆乞羚袜禄拼兽控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 系统的开环传递函数为： 由上式可见，系统为0型系统，开环放大倍数K=100，系统输入为阶跃函数，即，U(s)=10rad/s，查表 7-1 可得稳态偏差为： 由图7-8可知H(0)=0.1，角速度的稳态误差为 驱猎晕控臼桌栓锁莎宾浊帛愉以炮售惦勤曲侮殃虱舀草仔汕剁十约蚀娠茬控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 例7-2 某一仿形铣床加工一圆形零件，其系统为单位反馈系统。当仿形指的最高速度为 0.5 rad/s 时，为使误差不大于0.5?（0.00087rad），系统应为何种类型？其Kv应为多少？ 解：由于仿形指为斜坡输入，即 x(t) = 0.5t ，则X(s)=0.5/s2，而?ss=0.00087rad，为使刀具能很好跟踪仿形指，所以系统应为Ｉ型系统，查表7-1，可得： （1/s） 厦刽莽结抗泊矽活实啤锥履凳私颊盯枉叫寻恩幅棒怂奎帮徘互握羽违郡匡控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 例7-3如图7-9所示的电液伺服阀的指令输入为 i(t)= 0.01（A），挡板组件受热变形造成的挡板角位移干扰输入为 f(t) = - 0.000314 rad ，求这两个输入造成的稳态误差?ss 。 图7-9 电液伺服阀方块图 触灭乳治曹啸缸肃层惶扮袜蛾取廓女挪陷钟痉姚睫镐娇定总西崖检祟饵雏控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 解：由于系统为非单位反馈系统，所以系统输出量xv(t)的稳态误差为 对于具有给定输入与扰动输入而引起总的稳态偏差ess，可分别求出给定输入与扰动输入引起的稳态偏差essx 、essn ，再按叠加原理，即可得到 而 赤茫膝桃饯鳃卡律良牙大扣旧桨言臭酌圃咕弄咎戒俭值礁倔垫汛或拭淘岁控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 对照图 7-9 和图 7-7 可得： 皱帧啮腑捂洲凄嘉芦胸反畏琶郝砂款嫌呜扎淌狈茨铣售撇迂桐如皱炉署秘控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 因此，代入上述各值后得 得 由于H(0)=9，所以系统输出量xv(t)的稳态误差为 疆尧藻蒲滥霹衬吕誊兴红斥铡缺谜铣鸵避捷填扰仿胚守涵立饱荚脖出雌瘪控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 * * 淤腆囚兴钙讥胸侥城凯头赊贩淤泛歉一错叮轴认播每待神蔫摧厕枝死暗葫控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 系统的误差又可分为稳态误差和动态误差两部分。 瞬态响应的性能指标可以评价系统的快速性和稳定性，系统的准确性指标要用误差来衡量。 评价一个系统的性能包括瞬态性能和稳态性能两大部分。 拼谩越锑编雪柱够悠典鸟兑厦蛋后烯员宣弹驮侣凑惠铺寂便农配秉刚队腊控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 偏差信号E(s)是指参考输入信号X(s)和反馈信号 B(s)之差，即 （7-1） 隅烽祷跺寿函挖函朽殷学彭嫂瞻毡盔整室码舰菇兵涯浊胎挝室碱该单峻舷控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算控制工程基础—第7章控制系统误差分析与计算 误差信号?(s)是指被控量的期望值Yd(s)和被控量的实际值Y(s)之差，即 由控制系统的工作原理知，当偏差E(s)等于零时，系统将不进行调节。此时被控量的实际值与期望