機械控制工程基礎(chǔ)(chp6)(編輯修改稿)
2025-02-23 12:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 積分。在系統(tǒng)參數(shù)取最優(yōu)值時， 這些指標將取極值，從而可以通過選擇適當?shù)膮?shù)得到綜合性能指標最優(yōu)的系統(tǒng)。 綜合性能指標主要有以下三種形式 : 誤差積分性能指標 : 適用于無超調(diào)系統(tǒng)。 綜合性能指標 誤差平方積分性能指標： 適用于有超調(diào)系統(tǒng)，其特點是，重視大的誤差，忽略小的誤差。根據(jù)這個指標設(shè)計的系統(tǒng)， 能使大的誤差迅速減小， 但系統(tǒng)容易產(chǎn)生振蕩。 廣義誤差平方積分性能指標 ： 其特點是不容許大的動態(tài)誤差和大的誤差變化率長期存在。根據(jù)這個指標設(shè)計的系統(tǒng)， 過渡過程結(jié)束快， 而且其變化也比較平穩(wěn)。 一 、 基本概念： 系統(tǒng)各項性能指標要求往往互相矛盾 ， 應(yīng)首先滿足主要性能指標 ， 其他指標采取折衷方案 ， 加上必要校正 。 定義：在系統(tǒng)中 增加新的環(huán)節(jié) ， 以改善系統(tǒng)性能 。 從頻域觀點說 ， 校正就是 改變系統(tǒng)頻率特性曲線的形狀 ， 以改善系統(tǒng)性能 。 167。 2 系統(tǒng)校正 系統(tǒng)校正分類 （ 1） 串聯(lián)校正 ：在前向通道中串聯(lián)校正環(huán)節(jié) Gc(s)。 位置：低功率部分 。 分為：增益校正 ， 相位超前校正 ， 相位滯后校正 ， 相位超前 —滯后校正 。 （ 2） 并聯(lián)校正 ：校正環(huán)節(jié)與前向通道 Gc(s)的某些環(huán)節(jié)并聯(lián) 。 分為：反饋校正 ， 復合校正 。 系統(tǒng)校正分類 無源校正和有源校正 串聯(lián)校正可以分為無源校正和有源校正。 無源校正 ：包括增益調(diào)整、相位超前校正、相位滯后校正以及相位滯后 — 超前校正等四種方式。 特點：結(jié)構(gòu)簡單；本身沒有放大作用；輸入阻抗低，輸出阻抗高。 由于單純采用增益調(diào)整，不能同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度都得到改善，往往在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性的同時，降低了系統(tǒng)響應(yīng)的準確性，或者相反。因此，一般不采用單純的增益調(diào)整。 有源校正 ：一般由運算放大器和電阻、電容組成的反饋網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)而成。常稱為調(diào)節(jié)器。 如： P調(diào)節(jié)器、 PD調(diào)節(jié)器、 PI調(diào)節(jié)器、 PID調(diào)節(jié)器。廣泛應(yīng)用于工程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)控制精度高。 二、相位超前校正 可提高系統(tǒng)相對穩(wěn)定性和響應(yīng)速度 ， 但穩(wěn)態(tài)性能改善不大 。 在系統(tǒng)剪切頻率 ωc附近 （ 或稍大 ） 加入一些超前相角（ 使相位裕量增大 ） ， 使系統(tǒng)有較大增益 k又不致影響系統(tǒng)穩(wěn)定性 。 相位超前環(huán)節(jié) Gc(s)： 例：運放組成的 PD調(diào)節(jié)器 ， R—C電網(wǎng) 。 討論： 1） 低頻 ω→ 0， G(jω)≈α,相當于比例環(huán)節(jié)； 中頻 （ ω較小 ） ， G(jω)≈α(jωT+1),比例微分環(huán)節(jié)； 高頻 ω→ ∞ ， G(jω)≈1， 不起校正作用； → 高通濾波器 CRTRR RTsTssU sUsGic 12120 111)()()( ???????? ????11)(?????????TjjTjGc 0)()(1)(1)(22???????????Tarc tgarc tgTjGTTjGcc???????相位超前校正 2） φ＞ 0， Gc(jω)相位超前； 3） Gc(jω)是上半圓 ， 圓心： [1/2（ 1+α） ， j0]， 半徑： 1/2（ 1α） 4） 最大相位超前角 φm： α對 φm的影響 5） φm
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