[教育學(xué)]自動控制研究生課堂講義第四章2007春-資料下載頁
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【正文】 制理論 48 Nyquist穩(wěn)定判據(jù) 3） 12 TTTT ba ???T TTT1111b2a190180270360176。 176。 176。 176。 0+可見 2）， 3）的校正無濟(jì)于事 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 49 Nyquist穩(wěn)定判據(jù) 作業(yè)： ， , , , , （思） （思 ） 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 50 相對穩(wěn)定性 (穩(wěn)定裕量 ) 1γ ImRe)( ?jGo由此引出穩(wěn)定裕量 Routh判據(jù)和 Nyquist判據(jù)給出系統(tǒng)絕對穩(wěn)定的信息，但穩(wěn)定 程度如何，離不穩(wěn)定邊緣還有多遠(yuǎn)？這是工程上最關(guān)心的 )(180 c??? ?? ? 相角裕量 當(dāng)相角為 ?180? 時，開環(huán)模 1,取其倒數(shù)，再用分貝表示 增益裕量 Kg 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 51 相對穩(wěn)定性 (穩(wěn)定裕量 ) 90180270360176。 176。 176。 176。 ω ω ω c 0γ Kg?1 8 0)( 0 ???? dbL 60 ?? 增益裕量 dbK g 6?61200?GLg ?? G2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 52 相對穩(wěn)定性 (穩(wěn)定裕量 ) 1）上述定義是針對最小相位系統(tǒng)（ gK,? 都是正的） 這兩個一正一負(fù)，正是非最小相位系統(tǒng)的特征 2）工程上根據(jù)經(jīng)驗一般要求 ?30?? ， ?? 6030 ? 之間， dbK g 6? 主要使用 ? 這一指標(biāo)。 ， 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 53 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) 214Kω cω cω c1. 從開環(huán)對數(shù)幅頻特性可以判斷閉環(huán)穩(wěn)定性 如果開環(huán)對數(shù)頻率特性穿越 0分貝時的斜率為 1，并且有一定寬度 我們看如下頻率特性 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 54 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) 214Kω cω cω c32 )11()1()(???sssKsGcco???? 1 7 7 . 2 )(????? a r c t ga r c t gc??, ?cc??1段的寬度 可以看出這種結(jié)構(gòu)和參數(shù)幾乎是臨界情況。如要求閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定 )( ?jGo105? 倍。 應(yīng)以 1斜率穿越 0分貝軸，且 1段的寬度為 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 55 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) lg40lg20ccc K??? ?)( 2??cK? 2cK ???該系統(tǒng) II型， K如何從圖上求出？ —— 由 K可知系統(tǒng)靜特性 214Kω cω cω c 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 56 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) 3. 如何從開環(huán)對數(shù)幅頻特性來判斷閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)特能 開環(huán)的中頻段決定系統(tǒng)的主要動態(tài)性能 ?s i n1( ?閉環(huán)峰值）rM???????? 150 )1(100%rrrrMMMM?更粗略 202022% ????（有一定范圍） 有一些近似的關(guān)系 穩(wěn)定裕量與超調(diào)的關(guān)系 如果穩(wěn)定裕量不夠應(yīng)加入怎樣的環(huán)節(jié)？ 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 57 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) c3 1.3111)(???????KtsKKsKsGsoω Kc?與過渡過程時間 st剪切頻率 的近似關(guān)系 sKsGo ?)(讓我們看 系統(tǒng)閉環(huán)以后 stcst ?9~4?如果 K↗ ，頻帶加寬 減小，說明頻率尺度與時間尺度成反比關(guān)系 對于復(fù)雜系統(tǒng)也有類似關(guān)系 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 58 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) 5. 介紹幾個經(jīng)驗公式 4. 高、低 頻段特性與動態(tài)性能的關(guān)系 低頻段主要影響靜態(tài)特性（系統(tǒng)型次，和 K）對動態(tài)性能影響很小。如何提高低頻段增益，而不改變中頻段的特性？ 高頻頻帶寬，階躍相應(yīng)上升沿好。高頻段要衰減得快些，抑制噪聲 斜 率 ＝ － 1－ 2－ 1－ 2－ 3???c??cc? c?? c???L對于以下所示的典型四階開環(huán)特性 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 59 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) ? ?? ? ? ????????????????????????????????10,m i 160%8122???????? ? ???? cst? ?? ??????????11664%9~4hhtcs??h是中頻－ 1段的寬度 有如下經(jīng)驗公式 還有經(jīng)驗公式 2022秋 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 自動控制理論 60 從開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)系統(tǒng)性能 (針對最小相位 ) 作業(yè)： , , , 清華大學(xué)自動化系 慕春棣 2022年春季
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