机电控制系统稳定性分析.ppt

(2) 当Mc(t) 单独作用时， 6.4 减小误差的途径 (3) 当 θi(t) 和Mc(t) 同时作用时，根据叠加原理，有 6.4 减小误差的途径 第六章 作业 6.2 输入引起的稳态误差 偏差传递函数 由于 若H是常值 偏差 误差 求当 时的稳态误差 。 解：误差传递函数 又有 ess=0的物理意义？ 6.2 输入引起的稳态误差 例题6-1 求当 时的稳态误差 。 6.2 输入引起的稳态误差 开环传递函数 ——“0型系统” ——“Ⅰ型系统” ——“Ⅱ型系统” 6.2 输入引起的稳态误差 (一) 单位阶跃输入，系统稳态偏差为 定义静态位置误差为： 用Kp表示单位阶跃输入时的稳态偏差，则 6.2 输入引起的稳态误差 对0型系统 对于Ⅰ型或高于Ⅰ型的系统： 对于0型系统静态位置误差系数 ， 应是系统的开环静态放大倍数K 6.2 输入引起的稳态误差 综上，对于单位阶跃输入，稳定系统稳态偏差 ——“0型系统” ——“对于Ⅰ型系统 或高于Ⅰ型系统” 6.2 输入引起的稳态误差 (二) 单位斜坡输入，系统稳态偏差为 对0型系统 对Ⅰ型系统 对Ⅱ型系统 6.2 输入引起的稳态误差 静态速度误差系数 对0型系统 对Ⅰ型系统 对Ⅱ型系统 6.2 输入引起的稳态误差 (三) 单位加速度输入，系统稳态偏差为 对0型系统 对Ⅰ型系统 对Ⅱ型系统 6.2 输入引起的稳态误差 静态加速度误差系数 对0型系统 对Ⅰ型系统 对Ⅱ型系统 6.2 输入引起的稳态误差 位置误差、速度误差、加速度误差分别指输入是阶跃、斜坡、匀加速度输入时所引起的输出位置上的误差。 静态误差系数 Kp、Kv、Ka分别是0型、Ⅰ型、Ⅱ型系统的开环静态放大倍数，而n 则表示系统中积分环节的数目。 对于单位反馈控制系统，稳态误差等于稳态偏差。 对于非单位反馈控制系统，先求出稳态偏差 ess 后，再按下式求出稳态误差。 6.2 输入引起的稳态误差 系统类别 单位阶跃 输入 单位斜坡 输入 单位加速度 输入 0型系统 Ⅰ型系统 Ⅱ型系统 各类系统的稳态偏差（对角线为分界线） 6.2 输入引起的稳态误差 求系统在单位阶跃、斜坡、加速度输入时的稳 态误差 。 解：该系统为二阶振荡系统，系统稳定。 单位阶跃 由于是单位反馈系统，偏差即是误差。 另外，该系统为Ⅰ型系统， 单位斜坡 单位加速度 6.2 输入引起的稳态误差 例题6-2 6.3干扰引起的稳态误差 求系统稳态误差应首先判断系统稳定性。 当求两个以上量同时作用于线性系统偏差，可利用叠加原理，分别求出每个量作用情况下的偏差，然后相加求出。 干扰引起稳态偏差为 干扰引起稳态误差为 某系统如下图所示，当输入信号 xi(t)=t · 1(t)，干扰 N(t) =0.5 · 1(t) 时，求系统总的稳态误差 ess。 解：根据劳斯判据该系统稳定。 单位反馈系统的偏差即是误差。 6.3干扰引起的稳态误差 例题6-3 6.3干扰引起的稳态误差 6.3 干扰引起的稳态误差 6.4 减小误差的途径 反馈通道的精度对减小系统误差至关重要，反馈通道元部件的精度要高，尽量避免在反馈通道引入干扰。 在系统稳定的前提下，对于输入引起的误差，可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次将其减小； 对于干扰引起的误差，可通过在系统前向通道干扰点前加积分器和增大放大倍数将其减小 例题6-4 6.4 减小误差的途径 试求单位阶跃扰动力矩引起的稳态偏差 解： 例题6-5 6.4 减小误差的途径 试求单位阶跃扰动力矩引起的稳态偏差 解： 从物理意义上看，在扰动作用点与偏差信号之间加上积分环节，就等于加入静态放大倍数为无穷的环节，因此，静态误差为零 例题6-6 6.4 减小误差的途径 试求单位斜坡扰动引起的稳态偏差 例题6-7 6.4 减小误差的途径 试求单位阶跃扰动力矩引起的稳态偏差 例题6-8 6.4 减小误差的途径 扰动点在不同位置方块图 图a 图b 扰动作用点在反馈通道时，不能通过增加开环增益减小影响？ 既要求系统稳态误差小，又要求良好动态性能，只靠加大开环放大倍数或串入积分环节不能同时满足要求时，可采用复合控制（顺馈）方法对误差进行补偿。 补偿的方式可分为按干扰补偿和按输入补偿。 6.4 减小误差的途径 反馈通道元部件的精度要高； 增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小输入引起的误差； 在系统前向通道干扰点前加积分器，消除干扰引起的误差。 按干扰补偿