動態(tài)響應(yīng)ppt課件-閱讀頁
2025-05-21 12:08本頁面
【正文】 來說，閉環(huán)控制系統(tǒng)經(jīng)等價變 換后的方塊圖如左圖所示。 ? 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（空行程、死區(qū)）等因素造成的傳遞誤差，如果設(shè)計成上圖那樣的系統(tǒng)，并且?G(S)H(S)?值足夠大時，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。 )4()()()(1 1)( SDSHSGSC ??)5()()(1 11)()(1)()( l i ml i ml i ml i m 000 SHSGSSHSG SSSCtc SSSt ?????? ?????B U P T 22 三、消除非線性環(huán)節(jié)的影響 圖 3所示的帶有局部反饋的定位控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) G0(S)為： 1. ?G2(S)H(S)?1時：定位停止瞬間 ?H(S)??0，所以有G0(S)=G1(S)G2(S) 。 2. ?G2(S)H(S)?1時：擾動時 ?H(S)??大， ? 選用線性度良好的 H(S)的話， G2(S)的非線性不會對 G0(S)影響很大。另外，放大器、驅(qū)動電機(jī)是從外部吸取能量的，這些所謂的能動因素的存在會引起自激振動、發(fā)振、不穩(wěn)定等現(xiàn)象 ? 怎樣才能在保證穩(wěn)定的前提下充分發(fā)揮反饋控制系統(tǒng)的高精度，并盡量減小其動態(tài)誤差？這正是我們將要論述的課題。 )8()()(1 )()( SHSG SGSW ??)9()(1)( SHSW ?B U P T 24 ? 評價控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性時經(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)時間 T0 ： 達(dá)到最大超調(diào)量所需的時間 (3)上升時間 Tr ： 輸出 c(t)從穩(wěn)態(tài)值的 10%到 90%所經(jīng)過的時間。 (5)滯后時間 TL：輸出 c(t)毫無響應(yīng)的時間。 (7)穩(wěn)態(tài)偏差 ep ： 輸入與輸出穩(wěn)態(tài)值之差。 ? 為了便于理解說明，設(shè) H(j?)=1，且該 閉環(huán)系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng)。在機(jī)械控制中，一般希望設(shè)計在 。 ? 截止角頻率 ?off： ?W(j?)?=3dB時的角頻率。 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 。 為此 ， 控制環(huán)節(jié)該是什么樣的回路 、 控制對象該是什么樣的特性等這些問題正是機(jī)械控制所要解決的 。但現(xiàn)在 ， 隨著對控制系統(tǒng)的性能要求越來越高 ， 就有必要將控制對象也與控制裝置同等對待作為整個系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計 。 ? 閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)的增益曲線 )11()( 1)(1)()()( 0 ????? jHjWjGjHjG ???? 時，)12()()(1)()()( 0 ????? jGjWjGjHjG ???? 時，????????jjGjGjjWjHjjG10)()(1)(1)(10)(0 ??????開環(huán)傳遞函數(shù)；則閉環(huán)傳遞函數(shù)；，設(shè)某一閉環(huán)系統(tǒng)的B U P T 28 因此， W (j?)的增益曲線，在低頻域接近于 0[dB]線；在高頻域則接近于 G (j?)的增益曲線。 )14(10)(1)()13(01)(1)(00?????jjWjGdBjWjG???????時，高頻域：時，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 ， 同時也可以減小擾動及非線性的影響 。 一般穩(wěn)態(tài)偏差隨系統(tǒng)的增益增大而減小 。 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)計控制系統(tǒng)的主要目的 。 B U P T 30 第九節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其評價方法 對于反饋控制（閉環(huán)）系統(tǒng)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定是其必要條件 B U P T 31 一 、 臨界穩(wěn)定 當(dāng)開環(huán)傳遞函數(shù) G0 (j?)的相位角為 180?， 角頻率為 ?時： (1) 若 ?G0 (j?) ?1， 則該閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的 。 二 、 根據(jù) Bode圖判別穩(wěn)定性 B U P T 32 考察相位交點 ?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 ) 穩(wěn)定 增益曲線 (2) 20log10 ?G0 (j?p)? =0 [dB] (B點 ) 臨界穩(wěn)定 增益曲線 (3) 20log10 ?G0 (j?p)? 0 [dB] (C點 ) 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 ) 穩(wěn)定 相位曲線 (2) ?G0 (j?gc) = 180 [?] (B’點 ) 臨界穩(wěn)定 相位曲線 (3) ?G0 (j?gc) 180 [?] (E點 ) 不穩(wěn)定 相位裕量 [?]：增益交點角頻率 ?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。 表 2 增益裕量和相位裕量的適當(dāng)值 增益裕量 dB 相位裕量 ? 機(jī)械控制 10~20 40~60 過程控制 3~10 20以上
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