自動控制原理—第三章(完整版)
【正文】 據(jù)負反饋理論所構成的典型控制系統(tǒng)的結構圖如下圖所示 ， 其特點是根據(jù)偏差 e（ t） 來產(chǎn)生控制作用 。 為了解決這一問題 ， 可以采用復合控制 （ 或稱順饋控制 ， 前饋控制 ） ， 對誤差進行補償 。 若 ν愈大 （ 但 ν一般不大于 2） ， K愈大 ， 則跟隨穩(wěn)態(tài)誤差 essr愈小 。 三、擾動輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 擾動輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差又稱為擾動穩(wěn)態(tài)誤差 ， 它等于擾動作用下穩(wěn)態(tài)輸出量的相反數(shù) 。 ? ?? ?? ?? ?????????1 21 21 1221 122)12()1()12()1()( njnlllljmimkkkkiKsTsTsTssssKsG??????不同型號系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與誤差系數(shù) 由表可知： 1． 0型系統(tǒng)對單位階躍輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差為常數(shù)。 對于單位反饋系統(tǒng) ε（ s） =E（ s） 。 穩(wěn)態(tài)誤差反映自動控制系統(tǒng)跟蹤輸入控制信號或抑制擾動信號的能力和準確度 。 穩(wěn)態(tài)誤差主要與系統(tǒng)的結構 、 參數(shù)和輸入信號的形式有關 。 在以下的分析中 ， 我們將采用第二種方法定義的誤差來分析穩(wěn)態(tài)誤差 。 2． Ⅰ 型系統(tǒng)單位階躍輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零。 圖 330中擾動量 N1（ s） 、 N2（ s） 作用點不同 ， 現(xiàn)分別討論它們對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響 。 對跟隨信號而言 ， 系統(tǒng)為 ν型 。 1． 按給定輸入補償?shù)膹秃峡刂? G2(s) Gc(s) R(S) C(S) E(S) + G1(s) 則 全補償 （ 完全不變性 ） 條件 可以看出 ， 由于輸出量完全復現(xiàn)了輸入信號 ， 因而系統(tǒng)具有理想的跟隨性能 。 偏差是控制器 Gc(s)的輸入 ，而控制器 Gc(s)的常常采用比例 、 積分 、 微分等基本控制規(guī)律 ， 或者這些規(guī)律的組合 ， 其作用是對偏差信號整形 ， 產(chǎn)生合適的控制信號 ， 實現(xiàn)對被控對象的有效控制 。 sTsTKsTKsG iipiPc111)( ??????????? ????? tipp dtteTKteKtm 0 )()()(四 、 比例 、 積分 、 微分控制 （ PID控制器 ） ： ： 當 τ d、 Ti取適當數(shù)值時 ， 控制器傳遞函數(shù)具有兩個實數(shù)零點時 ， 傳遞函數(shù)可以化為 比例 — 積分 — 微分控制器相當于提供了一個積分環(huán)節(jié)與兩個一階微分環(huán)節(jié) ， 積分環(huán)節(jié)改善穩(wěn)態(tài)性能 ， 兩個一階微分環(huán)節(jié)大大改善動態(tài)性能 。 3． 穩(wěn)態(tài)誤差 essr與前向通道的積分環(huán)節(jié)數(shù)目 ν 和開環(huán)增益 K有關 。 。 ? ??? t dpipp tedtdKdtteTKteKtm 0 )()()()( ????????? ??? ssTKsG dipc ?11)(sTssKsTsTsTKsGipiidipc)1)(1(1)( 212 ??????????? ??? ???小
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