国防科技大学机电工程与自动化学院自动控制原理中文课件：第十二讲 根轨迹（二）.ppt

《自动控制原理》Theories of Automatic Control 任课教员：韦庆 电 话：74380 教学方式：讲授为主 学习方式：自学+实验 控制系统的设计问题 控制系统的设计问题 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 4、根轨迹主要绘制手段：复数的运算，几何观点 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.1 根轨迹的概念 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 绘制根轨迹的12个步骤 绘制根轨迹的12个步骤 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 实轴上的分离点或者会合点： KA?SA 5.2 绘制根轨迹的一般方法 实轴上的分离点或者会合点：KA?SA 1）B’(s)=0，则通过 寻找分离点SA。 5.2 绘制根轨迹的一般方法 分离点的求取，例1 5.2 绘制根轨迹的一般方法 分离点的求取，例2 5.2 绘制根轨迹的一般方法 实轴上的分离点或者会合点：KA?SA 2）B’(s)?0，则通过 寻找分离点SA。 5.2 绘制根轨迹的一般方法 分离点的求取，例3 5.2 绘制根轨迹的一般方法 例:设计控制器Gc(s)和Ｋ，使闭环系统阶跃响应超调量小于5%，调节时间小于１秒。 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 5.2 绘制根轨迹的一般方法 例：单位负反馈系统的根轨迹 5.2 绘制根轨迹的一般方法 例：单位负反馈系统的根轨迹 5.2 绘制根轨迹的一般方法 例：三阶系统 5.2 绘制根轨迹的一般方法 手工绘制根轨迹图的12个步骤 手工绘制根轨迹图的12个步骤 手工绘制根轨迹图的12个步骤 5.3 Matlab根轨迹的绘制 5.3 Matlab根轨迹的绘制 5.3 Matlab根轨迹的绘制 5.3 Matlab根轨迹的绘制 5.3 Matlab根轨迹的绘制 5.4 根轨迹构型研究 根轨迹法：PP322，表5.7 5.5 设计实例 例1：设计控制器参数K、p、z，使闭环系统满足：1）超调量小于5%；2）调节时间小于1秒。 5.5 设计实例 例2：设计控制器参数K、z，使闭环系统满足：1）超调量小于5%；2）调节时间小于1秒。 5.5 设计实例 例3：设计控制器Gc(s)，使闭环系统满足：1）调节时间小于1.6秒。2)对阶跃响应的稳态误差为0。 PID控制器 PID控制系统 PID控制器 PID控制器 5.5 设计实例 例4：磁盘驱动器读取系统 5.5 设计实例 磁盘驱动器读取系统：速度反馈控制器 5.5 设计实例 磁盘驱动器读取系统：速度反馈控制器 5.5 设计实例 5.5 设计实例 5.5 设计实例 5.5 设计实例 第七章 作业 E5.1, E5.4, E5.5, E5.7 P5.1, P5.3 CDP5.1 5.2 绘制根轨迹的一般方法 例5.6：4阶系统： 给定单环反馈控制系统的特征方程为： 第五章 作业 E5.1, E5.4, E5.5, E5.7 P5.1, P5.3 CDP5.1 课前练习 E1：画出下面系统根轨迹，并设计控制器参数K，闭环系统满足：超调量小于5%。 E2：试画出下列闭环系统当K从0变化到+?时的根轨迹（草图） 。并设计控制器参数K，闭环系统满足：超调量小于5%。 课前练习 E1：画出下列闭环系统当K从0变化到+?时的根轨迹，并设计Ｋ使闭环系统稳定 E2：试画出下列闭环系统当K从0变化到+?时的根轨迹，并设计Ｋ值，使闭环阶跃响应超调量小于５％。 性能指标 预期值 实际值 K=200 超调量 小于5% 4.7% 调节时间 小于250ms 10ms (2%准则) 对单位阶跃干扰的最大响应值 小于5x10-3 1x10-3 R(s) Y(s) + - E(s) R(s) Y(s) + - E(s) R(s) Y(s) + - K Y(s) R(s) + - K Y(s) R(s) + - K Y(s) R(s) + - K Gc(s) 步骤10：应用相角条件，确定根轨迹在极点处的出射角和到零点处的入射角。 ? j? 开环极点 开环零点 出射角 ? 步骤10：应用相角条件，确定根轨迹在极点处的出射角和到零点