自動(dòng)控制原理第一章控制系統(tǒng)導(dǎo)論-資料下載頁(yè)
2025-07-22 21:46本頁(yè)面
【正文】 非線性方程的特點(diǎn)是系數(shù)與變量有關(guān) ,或者方程中含有變量及其導(dǎo)數(shù)的高次冪或乘積項(xiàng) ,例如 )()()()()( 2 trtytytyty ??? ??? 嚴(yán)格地說(shuō) ,實(shí)際的控制系統(tǒng)都是非線性系統(tǒng)。 ? 分類小結(jié) ???閉環(huán)系統(tǒng)?????隨動(dòng)系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)恒值控制系統(tǒng)???離散系統(tǒng)???非線性系統(tǒng)14 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 59 一、基本要求的提法 60 (stability) 盡管自控系統(tǒng)有不同的類型 ,對(duì)每個(gè)系統(tǒng)也都有不同的特殊要求 ,但在已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)時(shí) , 對(duì)全過(guò)程提出的共同基本要求都是一樣的 ， 即穩(wěn)定性 、 快速性和準(zhǔn)確性 。 系統(tǒng)在受到擾動(dòng)作用后 ,自動(dòng)返回原來(lái)的平衡狀態(tài)的能力。如果系統(tǒng)受到擾動(dòng)作用（系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)外）后，能自動(dòng)返回到原來(lái)的平衡狀態(tài)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。穩(wěn)定系統(tǒng)的數(shù)學(xué)特征是其輸出量具有非發(fā)散性；反之，系統(tǒng)是不穩(wěn)定系統(tǒng)。 穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)能正常工作的必要條件，衡量指標(biāo)有穩(wěn)定裕度等。 圖 穩(wěn)定性示意圖 穩(wěn)定性示意圖 (rapidness) 62 要求自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程盡量短暫，輸出盡快平穩(wěn)地跟蹤上輸入的變化。 通常在時(shí)域中給出瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)來(lái)衡量快速性。常用單位階躍信號(hào)作用下，系統(tǒng)輸出的超調(diào)量 ，上升時(shí)間 ，峰值時(shí)間 ，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間（或調(diào)整時(shí)間） 和振蕩次數(shù) N 等指標(biāo)表示。 ? rTpT sT63 當(dāng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，要求輸出量最終應(yīng)準(zhǔn)確地達(dá)到希望值，否則將產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差。 準(zhǔn)確性指標(biāo)有穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)，指穩(wěn)定系統(tǒng)在完成過(guò)渡過(guò)程后的穩(wěn)態(tài)輸出偏離希望值的程度。 (accuracy) c ( t ) t 給定值 響應(yīng)緩慢 響應(yīng)快速 變化劇烈 t c ( t ) 響應(yīng)平穩(wěn) t 跟蹤誤差 c ( t ) 響應(yīng)動(dòng)作要快 動(dòng)態(tài)過(guò)程 平穩(wěn) 跟蹤值要準(zhǔn)確 二、典型外作用 65 階躍函數(shù) 在工程實(shí)踐中 ， 自動(dòng)控制系統(tǒng)承受的外作用形式多種多樣 ， 對(duì)不同形式的外作用 ， 系統(tǒng)被控量的變化情況 （ 即響應(yīng) ）各不相同 ， 為了便于用統(tǒng)一的方法研究和比較控制系統(tǒng)的性能 ， 通常選用幾種確定性函數(shù)作為典型外作用 。 比如：階躍 、斜坡 、 脈沖 、 正弦函數(shù)等 。 ??????000)(tRttf階躍函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 66 幅值 R＝ 1的階躍函數(shù) ， 稱單位階躍函數(shù) ， 用 1(t)表示 ，幅值為 R的階躍函數(shù)便可表示為 f(t)＝ R 1(t) 。 在任意時(shí)刻 t0出現(xiàn)的階躍函數(shù)可表示為 f(t t0)＝ R 1(t t0) 。 階躍函數(shù)是自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際工作條件下經(jīng)常遇到的一種外作用形式 。 如電源電壓突然跳動(dòng)等 。 在控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)工作中 ， 一般將階躍函數(shù)作用下系統(tǒng)的響應(yīng)特性作為評(píng)價(jià)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的依據(jù) 。 斜坡函數(shù) ??????000)(tRtttf斜坡函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 脈沖函數(shù) 67 定義為 正弦函數(shù) 68 f(t) φ 正弦函數(shù)是控制系統(tǒng)常用的一種典型外作用 ， 很多實(shí)際隨動(dòng)系統(tǒng)就是常在這種正弦函數(shù)外作用下工作的 。 例如 ， 艦船的消擺系統(tǒng) 、 穩(wěn)定平臺(tái)的隨動(dòng)系統(tǒng)等 ， 就是處于形如正弦函數(shù)的波浪下工作的 。 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 前向通路 反饋 通路 記住這個(gè)結(jié)構(gòu)，并用于思維。
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