控制工程基础ppt---总复习.ppt

§3. 控制系统的相对稳定性 求解此系统的幅值裕量与相位裕量 当k1*k2*k3=5时，其幅值裕量与相位裕量分别为多少？ 首先,求解其幅频特性与相频特性 我们知道,当φ(ω)为-π(或-180°,输出达到反相),如果此时A(ω)=1,此时其单位负反馈系统达到临界稳定状态.如果A(ω)1, 不稳定;如果A(ω)1, 稳定; A(ω)越小,越稳定,即稳定的富裕量越大,因此,富裕量定义为1/A(ω) §3. 控制系统的相对稳定性 我们知道,当φ(ω)为-π(或-180°,输出达到反相),如果此时A(ω)=1,此时其单位负反馈系统达到临界稳定状态.如果A(ω)1, 不稳定;如果A(ω)1, 稳定; A(ω)越小,越稳定,即稳定的富裕量越大,因此,富裕量定义为1/A(ω) 这个我们称这个频率为剪切频率，此时的A(ω)为A( ωg)： 我们同样知道, 当A(ω)=1,如果此时φ(ω)为-π，其单位负反馈系统达到临界稳定状态.如果φ(ω) -π, 不稳定;如果φ(ω)-π, 稳定; 因此φ(ω)超越-π越多越稳定,例如其为-90°,则超越90°,其为-120°,则超越60°.因此定义φ(ω)+π(180°)为相位裕量. §3. 控制系统的相对稳定性 这个我们称这个频率为穿越频率，此时的φ(ω)为φ( ωc )： 我们同样知道, 当A(ω)=1,如果此时φ(ω)为-π，其单位负反馈系统达到临界稳定状态.如果φ(ω) -π, 不稳定;如果φ(ω)-π, 稳定; 因此φ(ω)超越-π越多越稳定,例如其为-90°,则超越90°,其为-120°,则超越60°.因此定义φ(ω)+π(180°)为相位裕量.也就是不仅稳定,还有这么多的富裕量 §3. 控制系统的相对稳定性 求解此系统的幅值裕量与相位裕量 当k1*k2*k3=15时，其幅值裕量与相位裕量又分别为多少？ §3. 控制系统的相对稳定性 求解此系统的幅值裕量与相位裕量 当k1*k2*k3=15时，其幅值裕量与相位裕量分别为多少？ 首先,求解其幅频特性或与相频特性 §3. 控制系统的相对稳定性 从上面的推导,可以看出当k1*k2*k3=15时,这里的增益裕量Kg1;相位裕量γ0, 因此其构成的单位反馈系统不稳定. 第六章 控制系统的误差分析和计算 §1. 误差与稳态误差的基本概念 一　误差 控制系统的误差 er(t) 定义为期望输出 cr(t) 与实际输出 c(t) 之差，即 　　　 对上式两边作拉氏变换， 控制系统的偏差 e(t) 定义为输入 rr(t) 与主反馈 b(t) 之差，即 对上式两边作拉氏变换， 误差与偏差的关系 二　稳态误差 　　 稳态误差 误差信号的稳态分量。 　 　　 　　利用拉氏变换的终值定理， 　　稳态误差包括： 给定稳态误差ess 在给定输入信号作用下产生的稳态误差； 　 扰动稳态误差essd 在扰动信号作用小引起的稳态误差；　 三　给定稳态误差 　　在输入信号作用下，误差信号 　　 　　 第六章 PID控制系统 PID指Proportion-Integral-Differential，中文是比例-积分-微分。 PID 控制器是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 PID控制参数整定方法 整定步骤：先比例，后积分，再微分。 整定比例参数：首先将P值放在较小的位置，然后逐渐增大，观察被控量变化曲线，使被控对象（温度）与驱动器（表冷阀）有对应的变化。 整定积分参数：在整定比例参数后，将比例值缩小（10～20％），然后将积分时间T1由大到小逐步加入，直到获得4：1衰减过程。 整定微分参数：在整定比例、积分参数后，将比例值增大（10～20％），然后将微分时间T由小到大逐步加入，观察过渡曲线，直到获得满意的过渡过程 。 第六章 PID控制系统 PID控制小结 增大比例系数KP会加快系统的响应，但比例系数过大会使系统超调，并产生振荡，从而破坏稳定性。 增大积分时间TI有利于减小超调，减小振荡，使系统更加稳定，但系统稳定过程加长； 增大微分时间TD，也有利于加快系统响应 ，使超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱，系统振荡次数增加 。 P作用是最基本的控制作用，加入I作用后可做到无差控制，提高控制精度，加入D作用能全面提高控制质量 * * a 奈氏图 b 伯德图 对数幅频特性 低频渐近线： 高频渐进线： 　　 　　一阶微分环节的高频渐近线是斜率为 20dB/dec ,通过点 的直线。 　　转角频率　　　 。　　　 　　 对数相频特性 一阶微分环节的伯德图