動(dòng)態(tài)響應(yīng)ppt課件(參考版)
2025-05-09 12:08本頁面
【正文】 兩者的裕量越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，但快速性下降，動(dòng)態(tài)精度變差。 (2) 若 ?G0 (j?) ?=1， 則該閉環(huán)系統(tǒng)發(fā)生持續(xù)振動(dòng) (臨界穩(wěn)定 ) (3) 若 ? G0 (j?) ?1， 則該閉環(huán)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的 。所以無視與它們有緊密關(guān)系的被控對象的構(gòu)造及特性 ，就不能設(shè)計(jì)出良好的機(jī)械控制系統(tǒng) 。 但增益增大 ， 穩(wěn)定性變差 ， 所以增益不能隨意地增大 。 2． 反饋控制系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)誤差是與輸入信號及系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān) 。它的相位曲線則為一階延遲環(huán)節(jié)的相位曲線與積分環(huán)節(jié)的相位曲線的合成曲線。 稱為共振值的最大值在此，增益 rMjR jCjW )( )()( ??? ?B U P T 27 第八節(jié) 開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的頻率響應(yīng) ? 閉環(huán)系統(tǒng)所對應(yīng)的開環(huán)頻率傳遞函數(shù)為 G0(j?) =G(j?) H(j?) ? 對于機(jī)械的閉環(huán)定位控制系統(tǒng)而言，在低頻域希望將設(shè)計(jì)得很大（以便提高精度），在高頻域，則將設(shè)計(jì)得很小（以增加穩(wěn)定性）。 ? 以前 ， 機(jī)械是被作為控制對象看待的 ， 設(shè)計(jì)時(shí)的重點(diǎn)也放在制控裝置本身 ， 只要能對機(jī)械部分很好地控制 ， 控制裝置就是好的 。 而且 ， 對于變化著的輸入值來說則又要求動(dòng)態(tài)誤差也小 。 ? 在輸入信號中，即使在混入比 ?off高的高頻干擾信號，在輸出時(shí)也會被大幅衰減，從而達(dá)到消除干擾的目的。當(dāng) ?超過 ?r時(shí)，增益 ?W(j?)?逐漸減小。 )10()()(1 )()( ?? ?? jHjG jGjW ??][180)(0)(][0)(1)(l i ml i ml i ml i m0000?????????????????????jWjWjWjW高頻域：低頻域：B U P T 26 ? 共振角頻率 ?r：與共振值相對應(yīng)的角頻率。 No 名稱 符號 評價(jià)的內(nèi)容 評價(jià)的指標(biāo) 1 調(diào)整時(shí)間 Ts 快速性 越短越好 2 超調(diào)時(shí)間 T0 快速性 ， 動(dòng)態(tài)偏差 越短越好 ， 但超調(diào)量變大 3 上升時(shí)間 Tr 快速性 ， 動(dòng)態(tài)偏差 越短越好 4 延遲時(shí)間 Td 快速性 越短越好 5 滯后時(shí)間 TL 快速性 ， 精度 越短越好 6 超調(diào)量 Mp 穩(wěn)定性 ， 動(dòng)態(tài)偏差 越小越好 7 穩(wěn)態(tài)偏差 ep 快速性 ， 精度 越小越好 8 衰減率 ? 穩(wěn)定性 越快速衰減越好 B U P T 25 第七節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng) ? 閉環(huán)控制系統(tǒng)的頻率傳遞函數(shù) W(j?)為： ? 對閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率傳遞函數(shù) G(j?) H(j?)而言，一般設(shè)計(jì)成在低頻域增 益大而在高頻域增益小的函數(shù)，這樣既能 提高定位精度，又能增強(qiáng)抗干擾能力。 (6)調(diào)整時(shí)間 Ts ： 輸出 c(t)基本安定地進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值的某一范圍 (例如?5%)內(nèi)所用的時(shí)間。 (4)延遲時(shí)間 Td ： 輸出 c(t)從穩(wěn)態(tài)值的 0%到 50%所經(jīng)過的時(shí)間。 )6()()(1 )()()(2210 SHSGSGSGSG??)7()( )()( 10 SH SGSG ?B U P T 23 第六節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) ? 輸入為 R(S)，輸出為 C(S)， 則閉環(huán)傳遞函數(shù) W(S)為： 在此，如果 ?G(S)H(S)?1時(shí)， 則有 ? 穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng) W(S)加以 單位階躍輸入時(shí)，輸出量 c(t) 與二階延遲環(huán)節(jié)的輸出相類似 的波形。 ? 然而，在閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，由于存在剛性、固有振動(dòng)、摩擦力、空轉(zhuǎn)等不利因素，所以系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的增益 ?G2(S)H(S)?并不是想要多大就能有多大。因此， ?G1(S)G2(S) ?取很大的值，可得到高精度的定位。 0)( )()()(1 1)( )( 1)()( ???? ???? ?? SR SESHSGSR SE SHSGB U P T 21 二 、 消除擾動(dòng)的影響 在環(huán)節(jié) G(S)的輸出端加一擾動(dòng) D(S)， 則其輸出 C(S)的擾動(dòng)可由下式求得： 設(shè)擾動(dòng)為單位階躍信號 (D(S)=1/S)， 則輸出的穩(wěn)態(tài)值 ， 由終值定理可求得 因此在 lim?G(S)H(S)?1的條件下 limc(t)?0 也就是說 ， 只要開環(huán)傳遞函數(shù)在穩(wěn)態(tài)時(shí)的增益能取得足夠大的話 ， 可以大大地減少擾動(dòng)對輸出造成的影響 ?？刂破睿? E(S)=R(S)C(S)H(S)=R(S)E(S)G(S)H(S) R(S)?C(S)H(S) (3) ? 于是，對于輸入 R(S)，輸出 C(S)的精度可以提高到與反饋傳感器 H(S)同樣的精度。這里采用前者。設(shè)系統(tǒng)正弦輸入信號 r(t)及其拉氏變換分別為： 式中 ， ?0為圓軌跡加工時(shí)的速度； R為圓軌跡加工半徑； K為系統(tǒng)的閉環(huán)增益 。 ? 對于 III型或以上的開環(huán)系統(tǒng)實(shí)際
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