動(dòng)態(tài)響應(yīng)ppt課件-wenkub.com
2025-05-03 12:08 本頁(yè)面
【正文】 二 、 根據(jù) Bode圖判別穩(wěn)定性 B U P T 32 考察相位交點(diǎn) ?p處的增益 ?G0 (j?p)?的值可以發(fā)現(xiàn)： 增益曲線 (1) 20log10 ?G0 (j?p)? 0 [dB] (A點(diǎn) ) 穩(wěn)定 增益曲線 (2) 20log10 ?G0 (j?p)? =0 [dB] (B點(diǎn) ) 臨界穩(wěn)定 增益曲線 (3) 20log10 ?G0 (j?p)? 0 [dB] (C點(diǎn) ) 不穩(wěn)定 增益裕量 [dB]： 在維持系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下增益值可以增大的裕量 考察增益交點(diǎn)角頻率 ?gc處相位角 ?G0 (j?gc)的值，可以發(fā)現(xiàn)： 相位曲線 (1) ?G0 (j?gc)180 [?] (D點(diǎn) ) 穩(wěn)定 相位曲線 (2) ?G0 (j?gc) = 180 [?] (B’點(diǎn) ) 臨界穩(wěn)定 相位曲線 (3) ?G0 (j?gc) 180 [?] (E點(diǎn) ) 不穩(wěn)定 相位裕量 [?]：增益交點(diǎn)角頻率 ?gc處的相位角 ?G0 (j?gc)達(dá)到 180 [?]為止的部分表示了到達(dá)臨界穩(wěn)定的裕量值， 增益裕量和相位裕量的值都表示了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。 3． 反饋控制系統(tǒng)的 偏差與穩(wěn)定性及快速性是相互矛盾的 ，所以 ， 求出它們的最佳值是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的主要目的 。 )14(10)(1)()13(01)(1)(00?????jjWjGdBjWjG???????時(shí)，高頻域：時(shí)，低頻域：B U P T 29 小結(jié)： 1． 在機(jī)械定位中 ， 采用反饋控制 ， 可以得到 高精度 的定位 ， 同時(shí)也可以減小擾動(dòng)及非線性的影響 。但現(xiàn)在 ， 隨著對(duì)控制系統(tǒng)的性能要求越來越高 ， 就有必要將控制對(duì)象也與控制裝置同等對(duì)待作為整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì) 。 機(jī)械控制的目標(biāo) ? 閉環(huán)控制系統(tǒng)一般都希望穩(wěn)定 、 快速 、 穩(wěn)態(tài)誤差小 。在機(jī)械控制中，一般希望設(shè)計(jì)在 。 (7)穩(wěn)態(tài)偏差 ep ： 輸入與輸出穩(wěn)態(tài)值之差。 )8()()(1 )()( SHSG SGSW ??)9()(1)( SHSW ?B U P T 24 ? 評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性時(shí)經(jīng)常采用的指標(biāo) : (1)超調(diào)量 Mp： 將輸出量超過穩(wěn)態(tài)值 (100%)的最大偏差量 (2)超調(diào)時(shí)間 T0 ： 達(dá)到最大超調(diào)量所需的時(shí)間 (3)上升時(shí)間 Tr ： 輸出 c(t)從穩(wěn)態(tài)值的 10%到 90%所經(jīng)過的時(shí)間。 2. ?G2(S)H(S)?1時(shí)：擾動(dòng)時(shí) ?H(S)??大， ? 選用線性度良好的 H(S)的話， G2(S)的非線性不會(huì)對(duì) G0(S)影響很大。 ? 由此可知，在構(gòu)成系統(tǒng)的各環(huán)節(jié) G(S)中，即使有空動(dòng)（空行程、死區(qū)）等因素造成的傳遞誤差，如果設(shè)計(jì)成上圖那樣的系統(tǒng)，并且?G(S)H(S)?值足夠大時(shí)，式 (3)是成立的，因而系統(tǒng)仍然能夠?qū)崿F(xiàn)與傳感器 H(S)相同精度的定位。 )()(s i n)( 20200 ?????? SKRSRtKRtr 和B U P T 19 誤差傳遞函數(shù) E(S)為： 因正弦輸入 R(S)在虛軸上有一對(duì)純虛根 S=?j?0，不能采用拉氏變換的終值定理來求穩(wěn)態(tài)誤差，只能采用近似的誤差分析或誤差級(jí)數(shù)法來求穩(wěn)態(tài)誤差。 ? 對(duì)于負(fù)載干擾引起的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，也有類似的結(jié)果。 因此對(duì)這兩種信號(hào)來說 ， 穩(wěn)態(tài)偏差為 0。顯然，它對(duì)加速度信號(hào)來說，是無法跟蹤的。 B U P T 16 （ 2） I型控制系統(tǒng)（一階無差系統(tǒng)） 對(duì)于 G(S)=K/[S(TS+1)]的單位反饋系統(tǒng)，輸入單位階躍信號(hào) {1/S}( t0)、斜坡信號(hào) {1/S2}( t1)、加速度信號(hào) {1/S3}( t2)時(shí)，穩(wěn)態(tài)偏差為： 0)1(11lim)(lim1)(00?????????TSSKSSSESeSAsspKTSSKSSSESeSBssp1)1(11lim)(lim1)(2002???????????????????)1(11l i m)(l i m1)(3003TSSKSSSESeSCssp對(duì)于單位 斜坡輸入 ，該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差ep=1/K，是一定值。 二 、 影響穩(wěn)態(tài)偏差的目標(biāo)值及開環(huán)傳遞函數(shù)的關(guān)系 1． 三種常用的穩(wěn)態(tài)偏差 (1) 穩(wěn)態(tài)位置偏差 (offset) 階躍輸入時(shí) (t0)所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)偏差為穩(wěn)態(tài)位置偏差 (2) 穩(wěn)態(tài)速度偏差 (droop) 斜坡輸入時(shí) (一定速度 :t1)所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)偏差為穩(wěn)態(tài)速度偏差 (3)穩(wěn)態(tài)加速度偏差 加速度輸入時(shí) (t2)所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)偏差為穩(wěn)態(tài)加速度偏差 )(lim tee tp ???)()(1)()()()()()()()()()(SHSGSRSESHSGSESRSHSCSRSE???????)()(1)()()( l i ml i ml i mSHSGSSRSSEteetttp ??????????B U P T 15 2．控制系統(tǒng)的類型 一般地，對(duì)與 t0， t1， t2， ? tn成比例的輸入信號(hào)（目標(biāo)值）來說，如果系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差為一定的數(shù)值，則稱這樣的控制系統(tǒng) 為 0型， 1型， 2型 ?n型控制系統(tǒng)。 穩(wěn)態(tài)值與目標(biāo)值并不一定是完全相同的 。 ?=?n為相位曲線的拐點(diǎn) 。
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