第六章(误差)2010版.ppt

作业 [1]P217: 6-7 ； P219: 6-16 作业 P213: 6-3、6-11 §6-4 减小系统误差的途径 一、系统的实际输出通过反馈环节与输入比较，因此反馈通道的精度对于减小系统误差至关重要。反馈通道元部件的精度要高，避免在反馈通道引入干扰。 二、在保证系统稳定的前提下，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开环系统型别减小之；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减小之。 * * §6-1 稳态误差及其基本分析方法 §6-2 输入引起的稳态误差及静态误差系数 §6-3 干扰引起的稳态误差 §6-3 减小系统误差的途径 本 章 内 容 第六章 控制系统的误差分析和计算 本章基本要求 ★ 明确误差、稳态误差和静态误差系数的定义； ★ 正确理解终值定理的应用条件； ★ 熟练掌握系统稳态误差、静态误差系数的规 律及其计算; ★ 学会减小和消除系统稳态误差的措施。 第六章 控制系统的误差分析和计算 稳态误差是衡量控制系统控制准确性的一种度量，通常称为稳态性能，是控制系统的一项重要性能指标。 暂态性能：平稳、振荡幅度小——“稳” 过渡过程的时间短——“快” 稳态性能：系统的稳态误差小——“准” 闭环系统稳定是前提 §6-1 稳态误差及其基本分析方法 导致系统产生稳态误差的因素很多，本节只讨论由于系统本身的结构、参数及外作用的形式不同而引起的 (原理性) 稳态误差； 而不讨论由于系统元件的间隙、静摩擦、不灵敏区以及放大器的零点漂移等非线性因素所造成的 (工艺性)稳态误差。 §6-1 稳态误差及其基本分析方法 即把系统的被控量的希望值 xoi(t)与实际的输出值 xo(t) 之差定义为系统的误差 e(t) 。 1. 从系统的输出端定义误差：e(t)= xoi(t)-xo(t) 对于图示的典型结构，控制系统的误差有两种表现方式： 一、误差的定义 §6-1 稳态误差及其基本分析方法 对于图示的典型结构，控制系统的误差有两种表现方式： ＋ 其中误差的稳态分量,称为稳态误差,或静态误差,记作:ess 。 此方式定义的误差，是性能指标的一种提法，但在实际系统中有时无法测量，因而它一般只具有数学意义。 2. 从系统的输入端定义偏差：? (t)= xi(t)- y(t) 即把系统的输入信号xi(t)作为被控量的希望值，把主反馈信号 y(t) 作为被控量的实际值，两者之差产生偏差信号 ? (t) 。 一、误差的定义 对于图示的典型结构，控制系统的误差的第二种表现方式： ＋ §6-1 稳态误差及其基本分析方法 偏差在实际系统中是可以测量的，而且它具有一定的物理意义。 偏差能够反映系统误差的大小. 2. 从系统的输入端定义偏差：? (t)= xi(t)- y(t) 对于图示的典型结构，控制系统的误差的第二种表现方式： ＋ 一、误差的定义 §6-1 稳态误差及其基本分析方法 e (t) = xoi(t)- xo(t) ＋ ? (t) = xi (t) - y(t) 一、误差的定义 §6-1 稳态误差及其基本分析方法 ∵ Xi (s)≈Y (s) ，Xoi (s)≈Xo (s) 且有 Y (s)= H (s) Xo(s) 可得 [注意]：一般情况下系统的误差信号 e(t) 与系统的偏差信号? (t)是不同的, 但对于单位负反馈系统而言, 由于输出量的希望值就是输入信号,因而这两种定义方法是一致的，即e(t) =? (t) 。 ML L ＋ e(t) = xi(t) - xo(t) [例] 单位负反馈系统： 一、误差的定义 §6-1 稳态误差及其基本分析方法 KA Ua(s) △U(s) MN(s) Θo(s) Θm(s) E(s) Θi(s) 其动态方框图为： 求解误差响应 e(t)与求解系统的输出量 xo(t)一样，对于高阶系统是相当困难的。由于我们分析和设计系统时所关心的是系统的稳态误差，因此问题得以简化。 e(t) 也常称为系统的误差响应，它反映了系统在跟踪输入信号xi(t)和抗干扰n(t)的整个过程中的精度。 ＋ e(t) = xi(t) - xo(t) [例] 单位负反馈系统： 一、误差的定义 §6-1 稳态误差及其基本分析方法 稳定系统的误差终值称为系统的稳态误差。即当时间 t 趋于无穷时，若e(t)的极限