反饋控制系統(tǒng)的特性(參考版)
2025-05-17 18:28本頁面
【正文】 實(shí)際工程上工程師要根據(jù)現(xiàn)場主要矛盾選擇。 第三章 反饋控制系統(tǒng)的特性 College of Automatic Control Engineering CUIT 系統(tǒng)對過程 G(s)變化的靈敏度 KssssS TG ????)12()1(KsS TG ?在低頻時(shí) （ ∣ s∣ ?1） ， 靈敏度可以近似為 系統(tǒng)的靈敏度隨增益Ｋ的增加而減小。 第三章 反饋控制系統(tǒng)的特性 College of Automatic Control Engineering CUIT 動(dòng)態(tài)控制分析 干擾階躍輸入響應(yīng) 結(jié)論： K值大，超調(diào)量大，調(diào)節(jié)時(shí)間短，穩(wěn)態(tài)誤差??； K值小可以無超調(diào)，但調(diào)節(jié)時(shí)間長，誤差大。 第三章 反饋控制系統(tǒng)的特性 College of Automatic Control Engineering CUIT 動(dòng)態(tài)控制分析 不同 K下給定輸入階躍響應(yīng) 結(jié)論： K值大，超調(diào)量大，調(diào)節(jié)時(shí)間短； K值小可以無超調(diào)，但調(diào)節(jié)時(shí)間長。 同時(shí)，引入反饋也要付出代價(jià)： 思考： 為何不簡單地就令系統(tǒng)傳遞函數(shù) G(s)=Y(s)/R(s)等于 1？ 第三章 反饋控制系統(tǒng)的特性 College of Automatic Control Engineering CUIT 設(shè)計(jì)舉例 例 1 隧道鉆機(jī)方向控制 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 選擇控制器參數(shù) K 使得對輸入角度的響應(yīng)滿足工程要求，同時(shí)使干擾引起的誤差最小。 ? 反饋的第三個(gè)代價(jià)是可能帶來系統(tǒng)不穩(wěn)定性。閉環(huán)增益減小了是 1/（ 1+G(s)H(s)）倍。因此說： 反饋是自動(dòng)控制的核心！ ? 反饋的代價(jià)一是明顯地增加了元件的數(shù)目和系統(tǒng)的復(fù)雜性。所以開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差數(shù)值常常比較大，而具有相當(dāng)大直流回路增益 G(0) 的閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差要小得多。 對電機(jī)拖動(dòng)性能的改善 第三章 反饋控制系統(tǒng)的特性 College of Automatic Control Engineering CUIT 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 穩(wěn)態(tài)誤差 （ steadystate error）是指在瞬態(tài)響應(yīng)消失后系統(tǒng)只有恒定響應(yīng)時(shí)的誤差。 電樞控制的電機(jī)模型如圖，忽略 La的效應(yīng)（見第 2章例題） 系統(tǒng)的偏差為 E(s)=R(s)ω(s)。 第三章 反饋控制系統(tǒng)的特性 College of Automatic Control Engineering CUIT 反饋控制系統(tǒng)可以有效減小干擾的影響。這些信號有些是可測的，有些是不可測的。 這就是自動(dòng)控制系統(tǒng)稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的由來。 干擾信號 （ disturbance signal）是系統(tǒng)中不需要的輸入信號，它影響系統(tǒng)的輸出，使之偏離系統(tǒng)期望值。 以電機(jī)拖動(dòng)速度控制為例討論系統(tǒng)對瞬態(tài)響應(yīng)的控制 拖動(dòng)電機(jī)速度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在工程上的傳送帶，電纜拉絲，造紙，印染，卷料等場合，是工程上最常見控制系統(tǒng)之一。它是控制系統(tǒng)最重要的特性之一，也是控制系統(tǒng)工作的常態(tài)。閉環(huán)系統(tǒng)靈敏度為： )()(11)1(]1[1)()(1)()(2 sHsGGHGGGHTGGTSsHsGsGs
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