機械工程控制基礎(chǔ)--穩(wěn)態(tài)誤差與準確性分析(已修改)
2025-02-20 01:48 本頁面
【正文】 機械工程控制基礎(chǔ) 1 河北工程大學 Hebei University of Engineering 此課件除了 PPT內(nèi)容 ， 課件下方附帶的備注里講解內(nèi)容更細致：備注里有很多案例可以幫助理解；備注里有很多重點 、 難點內(nèi)容的詳西講解；備注里有很多易錯 、 易誤導(dǎo)內(nèi)容的講解 。 機械工程控制基礎(chǔ) 2 河北工程大學 Hebei University of Engineering 機電工程控制基礎(chǔ) 河北工程大學 機械與裝備工程學院 周雁冰 機械工程控制基礎(chǔ) 3 河北工程大學 Hebei University of Engineering 第四章 穩(wěn)態(tài)誤差與準確性分析 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差 輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差的計算 干擾引起的穩(wěn)態(tài)誤差 減小系統(tǒng)誤差的途徑 機械工程控制基礎(chǔ) 4 河北工程大學 Hebei University of Engineering 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)控制精度的一種度量 ， 是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標 ， 定量描述系統(tǒng)的準確性 。 通常把在階躍輸入作用下沒有原理性穩(wěn)態(tài)誤差的系統(tǒng)稱為 無差系統(tǒng) ；而把有原理性穩(wěn)態(tài)誤差的系統(tǒng)稱為 有差系統(tǒng) 。 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 ， 應(yīng)該是在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下研究才有意義；對于不穩(wěn)定的系統(tǒng)而言 ， 根本不存在研究穩(wěn)態(tài)誤差的可能性 。 本章主要討論線性控制系統(tǒng)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 、 輸入作用形式 、 系統(tǒng)類型所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差 ， 即原理性穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法 。 機械工程控制基礎(chǔ) 5 河北工程大學 Hebei University of Engineering 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差 控制系統(tǒng)的偏差與誤差 考慮圖示反饋控制系統(tǒng) H(s) ? Xi(s) Xo(s) B(s) ?(s) G(s) ? 偏差信號 ?(s) ?(s)= Xi(s)－ B(s)＝ Xi(s)－ H(s) Xo(s) 偏差信號 ?(s)定義為系統(tǒng)輸入 Xi(s)與系統(tǒng)反饋信號 B(s)之差（負反饋），即： 機械工程控制基礎(chǔ) 6 河北工程大學 Hebei University of Engineering ? 誤差信號 e(s) 誤差信號 e(s)定義為系統(tǒng)期望輸出 Xor(s)與系統(tǒng)實際輸出Xo(s)之差，即： e(s)= Xor(s)－ Xo(s) 控制系統(tǒng)的期望輸出 Xor(s)為偏差信號 ?(s)＝ 0時的實際輸出值 ， 即此時控制系統(tǒng)無控制作用 ， 實際輸出等于期望輸出： Xo(s)＝ Xor(s) 由： ?(s)=Xi(s)－ H(s)Xor(s)＝ 0 可得： Xor(s)＝ Xi(s)/H(s) 對于單位反饋系統(tǒng)， H(s)＝ 1， Xor(s)＝ Xi(s) ? 偏差信號 ?(s)與誤差信號 e(s)的關(guān)系 ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ()( ) ( )i i oor o oiX s X s X s H se s X s X s X sH s H sX s B s sH s H s??? ? ? ? ????對單位反饋系統(tǒng)： e(s)＝ ? (s) 機械工程控制基礎(chǔ) 7 河北工程大學 Hebei University of Engineering 穩(wěn)態(tài)誤差 ：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是誤差信號的穩(wěn)態(tài)分量 ， 或者說指系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后的誤差 ， 因此 ， 不討論過渡過程中的情況 。 只有穩(wěn)定的系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差 。 記為 ess(t) ： )(lim tee tss ??? 當 se(s)的極點均位于 s平面左半平面 （ 包括坐標原點 ） 時 ，根據(jù)拉氏變換的終值定理 ， 有： 0l im ( ) l im ( )ss tse e t s e s? ? ?? ? ?同理， 穩(wěn)態(tài)偏差 的定義為： 0l im ( ) l im ( )ss t s s? ? ?? ? ?? ? ?? 穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)偏差 機械工程控制基礎(chǔ) 8 河北工程大學 Hebei University of Engineering 輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差的計算 ? 終值定理法 系統(tǒng)在輸入作用下的偏差傳遞函數(shù)為： ( ) 1()( ) 1 ( ) ( )i issX s G s H s??? ? ??1( ) ( )1 ( ) ( ) is X sG s H s? ? ?即： )()()(1 1li m)(li m)(li m00sXsHsGssst isstss ???????????利用拉氏變換的 終值定理 ，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差為： 輸出：偏 差信號； 輸入：輸 入信號。 機械工程控制基礎(chǔ) 9 河北工程大學 Hebei University of Engineering 穩(wěn)態(tài)誤差： 0000()l im ( ) l im ( ) l im()11l im ( )( ) 1 ( ) (
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