自动控制技术项目教程教学课件作者贺力克邱丽芳主编第8章节位置随动系统课件幻灯片.ppt

8.4 位置随动系统性能分析 系统稳态性能分析 　　 ▲首先分析该系统属于几阶几型系统。 ▲未被反馈包围时的传递函数为 ▲当G1(s)被 包围后，则等效传递函数 此为Ⅰ型三阶系统。此系统对位置阶跃信号(相当给出一个恒定的位移指令)，将是无静差的(ess=0)；对单位斜坡输入信号(相当一个匀速的信号)它的稳态误差ess=1/KΣK0。对加速信号，ess→∞。 系统稳定性分析　　 ▲此系统的相位稳定裕量为 ▲若要求γ30°～45°，则可适当降低Ｋ1(即减小R2)，再增大T0(R0C0)，减小T′(转速反馈)，是可以做到成为一个相位裕量较大的稳定系统的。 ▲由于位置随动系统较调速系统多含一个积分环节，所以稳定性相对较差，因此多采用PID调节器。 系统动态性能分析 ▲由以上分析可知，降低K1，可使γ↑→σ↓(及N↓)，但ωc减小，快速性会变差。增大T0及T1，可使γ↑→σ↓。 ▲位置随动系统若增设转速负反馈环节，将显著地改善系统的动态性能(位置最大超调量σ减小，调整时间减小)，增设转速微分负反馈环节，将限制加速度过大，有利系统平稳运行。 ) 图8-16为一直流位置随动系统原理图 8.5　位置随动系统实例读图分析(阅读材料) 专用集成控制芯片的工作原理 L290转速/电压转换器 　　L290芯片为16脚双列直插式塑料封装、单片大规模集成电路，内部功能结构及外接电路如图8-17左上方的芯片所示。它的功能有三个： (1) F/V变换器产生测速电压TACHO从直流伺服电动机所加装的增量式光电编码器的三路输出信号(0、A、B)，FTA和FTB是两路正交的正弦信号，其频率表示旋转速度，相位关系表示旋转方向。此信号经芯片内部电路处理后，转化成反映转速大小与方向的电压信号，作为转速反馈信号，经4脚送往L291芯片。 　　 (2) 产生位置反馈信号　经15脚输出的信号作为系统的位置反馈信号送至L291，再经L291芯片处理后，送往微机，作位置跟踪用。 (3) 产生基准(参考)电压　L290为L291提供了一个基准电压，在3脚送至L291。     L291内部结构主要是由三部分组成： （1）5位的D/A转换器 该转换器接受的数字信号是由微机发出的5位速度指令信号，由2脚～6脚输入。 （2）误差调节放大器 D/A转换器的输出信号与从12脚输入的测速信号在该调节器比较放大， 产生电动机驱动信号ERRV，经1脚送给L292，调节器的参数由外接电阻进行整定。 （3）位置放大器 该放大器将15脚引入的的位置反馈信号放大后，经16脚输出，通过外接电阻R12在误差调节放大器输入端进行比较。 位置放大器的增益也由外接电阻单独调整，8脚的STROBE信号决定系统的工作方式： ①作位置随动控制②作调速系统的速度闭环控制。 L292 芯片的主要功能为： （1）形成脉宽调制方波（PWM） L292内部的振荡器产生一定频率的三角波，通过外接R20将频率调整到20－30KHZ。 芯片有两个逻辑使能端，对这组信号具有封锁功能，12脚 非低电平有效，13脚CE1高电平有效。 (2) H形功放 最大驱动能力2A，36V。 为了避免桥臂出现上下两管同时导通，造成电源短路、损坏芯片的危险，实际上末级有两个比较器，使输出的PWM控制信号有一定延时。 （3）