自动控制原理3.pptVIP

稳态速度误差与速度误差系数 系统为速度输入 时， 得稳态速度误差为 称 为稳态速度误差系数 所以，稳态速度误差为 指定稳态速度误差 ，可以求稳态速度误差系数 对于 型系统有 对于 型系统 当 时， 稳态加速度误差与加速度误差系数 系统为速度输入 时， 得稳态速度误差为 称 为稳态速度误差系数 表: 系统的稳态误差 1. 稳态误差与输入、系统结构有关. 2. 减小或消除稳态误差的方法： a、增加开环放大系数K； b、提高系统的型号数; ? 系统型号 ? 误差系数 Kp Kv Ka ? 单位阶跃输入 ? 单位速度输入 单位加速度输入 扰动对稳态误差的影响 R(S)：参考输入； N(S)：干扰信号 误差函数E(s) ER(S): 单独计算参考输入的误差信号 EN(S)：单独计算干扰信号的误差信号 当 总输出：C(S)=CR(S)+CN(S) CR(S): 单独计算输出对参考输入的响应 CN(S)：单独计算输出对干扰信号的响应 总输出： 闭环控制系统的特性 克服外界干扰对系统输出的影响： 当满足： 且 克服内部参数变化对系统输出的影响： 当满足： 稳态误差分析的结论 位置误差、速度误差、加速度误差有限值是分别指输入与反馈信号之间的位置、速度、加速度存在有限差 稳定系统才可以讨论稳态误差 开环增益越大，稳态误差越小，可通过改变开环增益满足稳态性能要求 当输入是多种信号之和时，稳态误差是各信号稳态误差之和 指定稳态误差需满足多种信号的要求时，系统类型按变化速度最快的信号确定 非典型信号的稳态误差可直接求取 控制系统动态响应指标 最大超调量 ， 峰值时间 延迟时间 响应开始到终值的50%所需的时间 上升时间 有振荡，0至终值100%所经历的时间；无振荡，终值10%至终值90%所经历的时间 调整时间 响应开始到与终值之差在 之内的时间。为误差带 单位阶跃响应曲线 动态指标的分析方法 按照模型的阶次逐一分析 输入信号一般取阶跃信号 一阶系统的动态响应 一阶系统数学模型 传递函数为 T--时间常数 K--静态增益 一阶系统的单位阶跃响应 当 ，响应为 拉氏反变换为 特点 （1） 时间常数T与系统输出值的关系： t: T 2T 3T 4T 5T c(t)/c(?): 63.2% 86.5% 95% 98.2% 99.3% 由此确定是否为一阶系统 （2） 当 当 当 (3)调整时间 取 所以 若取 ，则 （4）延迟时间和上升时间 （5）系统特征根(极点) （6）开环传递函数为 稳态误差系数 二阶系统的动态响应 二阶系统的数学模型 传递函数 二阶系统模型的一般形式 特征方程： 特征根（极点）： 两个参数 , ： 阻尼比： 无阻尼自然振荡频率： 二阶系统的极点位置与响应模式 定义 欠阻尼 临界阻尼 过阻尼 无阻尼 二阶系统的单位阶跃响应（欠阻尼 ） 输入信号： 则 输出信号： 作拉氏反变换 为衰减振荡曲线。振荡频率： 衰减快慢：取决于 越小，系统振荡越厉害，一般取0.5 —— 0.8之间。 欠阻尼系统的性能指标 峰值时间