系統(tǒng)的性能指標(biāo)與校正-資料下載頁
2025-05-14 23:01本頁面
【正文】 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的影響； PID（比例 積分 微分）控制器 傳遞函數(shù)： ))(1()()()(221 sKKSKsKsKKsEsUsGIPDDIP???????PID控制的應(yīng)用： 依據(jù)性能指標(biāo)要求和一定的設(shè)計原則求解或試湊參數(shù)。 PID控制器的輸入輸出關(guān)系： ? ??? t DIP dt tdeKdtteKteKtu 0 )()()()()()( )( sdGsG sXdX cc ?)()()(sXsXsGrc?)()()( sdGsXsdX rc ??)()()(1 )()( sXsHsG sGsX rc ??? ? )()()(1 )()( 2 sXsHsG sdGsdX rcc ??)()( )()()(1 1)( sdGsG sXsHsGsdX ccc ??? 反饋校正 反饋校正 屬于 并聯(lián)校正 ， 從被校正環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的輸出提取信息 ， 經(jīng)處理后反饋給輸入以改善系統(tǒng)性能 ， 單位反饋控制就是一種最簡單的 反饋校正 。 ！ 降低對被包圍元件 參數(shù)變化的敏感性 ！消除不希望的 G2(s)的特性 )()(1)()(22????jHjGjGjGceq ??1)()(2 ???? jHjG)(1)(?? jHjG ceq ?)()()()()()()(3131sHsGsGsGsGsRsCc??)()()(1)()()()()(321321 sGsGsG sGsGsGsR sC ??1 位置反饋 asH c ?)(1111)()(?????sKaTKaKsXsXrc)(139。139。1111111 sGsaTTsaTsKsKaTTsKa ???????????Kaa ?? 139。② 等效為串聯(lián)超前校正 ① 等效環(huán)節(jié)仍為慣性環(huán)節(jié) ， 但開環(huán)增益及時間常數(shù)均減小 。 1)( ?? TsKsGG(s)Xr(s) Xc(s)Hc(s))1()( ?? TssKsG)(139。139。1)1(111111 sGsaTTsaTsssKaTTsKa ???????????2 速度反饋 assH c ?)()11(11)()(?????sKaTsKaKsXsXrcKaa ?? 139。② 等效為串聯(lián)超前校正 ！ ① 等效傳遞函數(shù)形式上與未校正前相同，但開環(huán)增益及時間常數(shù)均減小。 G(s)Xr(s) Xc(s)Hc(s)3 近似速度反饋 1)( ?? TsKsG1)( ?? ssrsHc ??11, ???? KrT?)(1111)1(11)()1()()(2sGsrKTTssrKssTrKTssKsXsXrc????????????????????等效為滯后－超前校正 特點：不降低開環(huán)增益 G(s)Xr(s) Xc(s)Hc(s)① 串聯(lián)校正比反饋校正簡單 ， 但串聯(lián)校正對系統(tǒng)元件特性的穩(wěn)定性有較高的要求 。 ② 反饋校正對系統(tǒng)元件特性的穩(wěn)定性要求較低 ， 因為其減弱了元件特性變化對整個系統(tǒng)特性的影響 。 ③ 反饋校正常需由一些昂貴而龐大的部件所構(gòu)成 ， 對某些系統(tǒng)可能難以應(yīng)用 。 ? 反饋校正與串聯(lián)校正的比較 反饋校正可以起到與串聯(lián)校正同樣的作用 ， 且具有較好的抗噪能力 。 復(fù)合控制的概念 ① 只有當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生誤差或干擾產(chǎn)生影響時，系統(tǒng)才被控 制以消除誤差的影響。 ② 提高系統(tǒng)開環(huán)增益或型次可減小或消除系統(tǒng)在特定輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，但均會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ③ 難以抑制低頻擾動 解決辦法：引入誤差補償通路，與原來的反饋控制一起進(jìn)行復(fù)合控制。 ? 基于誤差控制的缺點 若系統(tǒng)包含有很大時間常數(shù)的環(huán)節(jié) ， 或者系統(tǒng)響應(yīng)速度要求很高 ， 調(diào)整速度就不能及時跟隨輸入信號或干擾信號的變化 。 從而當(dāng)輸入或干擾變化較快時 ， 會使系統(tǒng)經(jīng)常處于具有較大誤差的狀態(tài) 。 ? 復(fù)合控制 ： 通過在系統(tǒng)中引入輸入或擾動作用的開環(huán)誤差補償通路（ 順饋 或 前饋 通路），與原來的反饋控制回路一起實現(xiàn)系統(tǒng)的高精度控制。 1 按輸入 (順饋 )補償?shù)膹?fù)合校正 系統(tǒng)的偏差傳遞函數(shù)為 ： )()()(1)()()(1)()()(212sHsGsGsHsGsGsXsEs cie ?????若選擇 ： )()(1)(2 sHsGsG c ? 0)( ?sE 即誤差完全通過順饋通路得到補償，系統(tǒng)既沒有動態(tài)誤差也沒有穩(wěn)態(tài)誤差，在任何時刻都可以實現(xiàn)輸出立即復(fù)現(xiàn)輸入 (不變性原理 )，系統(tǒng)具有理想的時間響應(yīng)特性。 無順饋補償時 順饋補償后 ： )()()(1)()()()()(2121sHsGsGsGsGsXsXsio????)()()(1)()]()([)()()(2121sHsGsGsGsGsGsXsXs cio?????① 順饋補償不改變系統(tǒng)的閉環(huán)特征多項式，即順饋補償不改變系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ② 順饋補償采用了開環(huán)控制方式補償輸入作用下的輸出誤差 ? 解決了一般反饋控制系統(tǒng)在提高控制精度與保證系統(tǒng)穩(wěn)定性之間存在的矛盾 。 2 按擾動 (前饋 )補償?shù)膹?fù)合校正 ? 若擾動信號可量測 ,則可采用前饋補償 。 擾動作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 擾動作用下的誤差為 )()()()(1)()]()()([)()()(32132sHsGsGsGsGsGsGsGsNsXs nconn ?????)()()()()(1 )()]()()([)()(32132 sNsHsGsGsGsGsGsGsGsXsE nconn ??????)()()(2 sGsGsG nc ??0)( ?sE n① 擾動前饋也不改變系統(tǒng)閉環(huán)特征方程 ， 即對系統(tǒng)穩(wěn)定性無影響 。 ② 主要擾動引起的誤差 ， 由前饋通道進(jìn)行全部或部分補償 。 ③ 次要擾動引起的誤差由反饋控制予以抑制 。 說明 :
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