自動控制原理第八講-預(yù)覽頁
【正文】 1 k t 0 0 0 ∞ ∞ ∞ t2/2 1(t) t t2/2 k k k 0 0 0 ∞ ∞ ∞ 自動控制原理講義 2022/10/24 重點(diǎn)掌握內(nèi)容 ? 穩(wěn)定性分析 ? 穩(wěn)態(tài)誤差分析 ? 典型輸入作用和時(shí)域性能指標(biāo) ? 一階系統(tǒng)動態(tài)性能分析 ? 二階系統(tǒng)動態(tài)性能分析 自動控制原理講義 2022/10/24 系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)過程之前的過程稱為 瞬態(tài)過程 。 1 lim →0 s k sν r(t)=t2/2 ess= s2在工程上只討論 輸入作用加入一段時(shí)間 里的瞬態(tài)過程，在這段時(shí)間里，反映了主要的瞬態(tài)性能指標(biāo)。穩(wěn)定的隨動系統(tǒng)（ 不計(jì)擾動 ）的單位階躍響應(yīng)函數(shù)有 衰減振蕩和單調(diào)變化 兩種。 輸出響應(yīng)超過穩(wěn)態(tài)值達(dá)到 第一個(gè)峰值ymax所需要的 時(shí)間 。 N%,?%? st)(?y在調(diào)節(jié)時(shí)間內(nèi)， y(t)偏離 上下 振蕩次數(shù)。 典型的一階系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下： 一階系統(tǒng)響應(yīng) 自動控制原理講義 2022/10/24 一階系統(tǒng)時(shí)域分析 無零點(diǎn)的一階系統(tǒng) Φ(s)= Ts+1 k , T 時(shí)間常數(shù) (畫圖時(shí)取 k=1,T=) 單 位 脈 沖 響 應(yīng) k(t)= T 1 e T t k(0)= T 1 K’(0)=T 單位階躍響應(yīng) h(t)=1et/T h’(0)=1/T h(T)=(∞) h(3T)=(∞) h(2T)=(∞) h(4T)=(∞) 單位斜坡響應(yīng) c(t)=tT+Tet/T T ? r(t)= δ(t) r(t)= 1(t) r(t)= t 問 1 、 3個(gè)圖各如何求 T？ 2 、調(diào)節(jié)時(shí)間 ts=？ 3 、 r(t)=at時(shí)， ess=？ 求導(dǎo)關(guān)系？ k’(0)=1/T2 自動控制原理講義 2022/10/24 二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng) 典型二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng) 下圖所示為穩(wěn)定的二階系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)圖。 它的階躍響應(yīng)有振蕩和非振蕩兩種情況。 1??⒋ 當(dāng) 時(shí)，特征方程有一對不等的實(shí)根，稱為 過阻尼 系統(tǒng)，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為非振蕩過程。 自動控制原理講義 2022/10/24 二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)定性分析 Φ(s)= s2+2ξωns+ωn 2 ωn 2 S1,2= ξωn 177?？梢? 反映實(shí)際系統(tǒng)的阻尼情況，故稱為阻尼系數(shù)。由右圖可知響應(yīng)曲線總在一對包絡(luò)線之內(nèi)。即認(rèn)為響應(yīng)曲線的包絡(luò)線進(jìn)入誤差帶時(shí)，調(diào)整過程結(jié)束。 1~?? ???自動控制原理講義 2022/10/24 欠阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)性能分析與計(jì)算 j 0 ξωn ωd =ωn√1ξ2 Φ(s)= s2+2ξωns+ωn 2 ωn 2 S1,2= ξωn 177。 ?1??st 0??[總結(jié) ] ?在欠阻尼 情況下工作時(shí)，若 過小，則超調(diào)量大，振蕩次數(shù)多，調(diào)節(jié)時(shí)間長，瞬態(tài)控制品質(zhì)差?？焖傩院?，振蕩加??； ?K ??? N,%,??? 時(shí)， ?T?????? )24(,%, TtNnsn ?????10 ???下面分析瞬態(tài)性能指標(biāo)和系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系：（ 假設(shè) ） 自動控制原理講義 2022/10/24 [解 ]： ① 121,816 1 ????????KTsTKn ??③ 0 . 5 0 3 8， ???? ?? ?? ??? 解得,%,16% 21e?當(dāng) T不變時(shí)， T=， 14122 ????? ?TK② %44%1 0 0%1 0 0% 21 ???? ?? ???? e??????????????????)(,33)(,24452當(dāng)當(dāng)sstnns????)(sR? )1( ?Tss K)(sC [例 ]：如圖所示系統(tǒng)， 試求： ① 和 。又稱微分順饋 為了改善系統(tǒng)性能而改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)或附加具有一定功能的環(huán)節(jié)的方法稱為對系統(tǒng)進(jìn)行校正。 自動控制原理講義 2022/10/24 本講小結(jié)及 重點(diǎn) ? 動態(tài)性能指標(biāo) ? 一階系統(tǒng)瞬態(tài)過程分析 ? 二階系統(tǒng)瞬態(tài)過程分析 自動控制原理講義 2022/10/24 本章小結(jié)及 重點(diǎn) ? 穩(wěn)態(tài)性能分析 穩(wěn)定性 穩(wěn)態(tài)誤差 ? 動態(tài)性能分析 動態(tài)性能指標(biāo)性 一階系統(tǒng)動態(tài)性能分析 二階系統(tǒng)動態(tài)性能分析 自動控制原理講義 2022/10/24 第三章 作業(yè) ?舊書： P152 (a), (b) , (c),(d)、 、 ?新書： P239 習(xí)題 (a) (b) (c) (d)、 、 自動控制原理講義 2022/10/24 謝謝！
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