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《自動控制原理-擾動誤差.ppt》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第9講擾動穩(wěn)態(tài)誤差及計算13.6線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算3.6.1穩(wěn)態(tài)誤差的定義3.6.2系統(tǒng)類型已學(xué)內(nèi)容本講內(nèi)容3.6.3擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.4減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施2靜態(tài)位置誤差系數(shù)靜態(tài)加速度誤差系數(shù)誤差系數(shù)類型0型K00Ⅰ型∞K0Ⅱ型∞∞K靜態(tài)速度誤差系數(shù)已學(xué)內(nèi)容回顧3輸入類型0型∞∞Ⅰ型0∞Ⅱ型00在參考輸入信號作用下,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差:靜態(tài)誤差系數(shù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差43.6.3擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差擾動不可避免擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差的大小反映了系統(tǒng)抗干擾能力的強弱。擾動引起得穩(wěn)態(tài)誤差是不可避免控制對象控制器下面分析擾動對輸出的影響擾動量負載力矩的變化、放大器的零點
2、漂移、電網(wǎng)電壓波動和環(huán)境溫度的變化、濕度的變化等,這些都會引起穩(wěn)態(tài)誤差。輸出對擾動的傳遞函數(shù):(3-71)由擾動產(chǎn)生的輸出:(3-72)圖3-23控制系統(tǒng)6R(s)=0時,系統(tǒng)的理想輸出應(yīng)為零,即:則,擾動產(chǎn)生的輸出誤差為:(3-73)(3-74)終值定理:若令圖3-23中(3-75)開環(huán)傳遞函數(shù)為(3-76)(3-77)7★下面討論時系統(tǒng)的擾動穩(wěn)態(tài)誤差。當(dāng)擾動為階躍信號,即(3-78)對參考輸入,都是I型系統(tǒng),產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差是完全相同抗擾動的能力是完全不同當(dāng)擾動輸入為階躍信號時:▲當(dāng)8斜坡信號時:階躍信號時:斜坡信號時:▲當(dāng)9擾動穩(wěn)態(tài)誤差只與作用點前的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)。
3、擾動作用點后的,其增益的大小和是否有積分環(huán)節(jié),它們均對減小或消除擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差不起作用。結(jié)論:如中的時,相應(yīng)系統(tǒng)的階躍擾動穩(wěn)態(tài)誤差為零;斜坡穩(wěn)態(tài)誤差只與中的增益成反比。系統(tǒng)為Ⅰ型系統(tǒng)。10三種可能的組合:結(jié)論:第一種組合的系統(tǒng)具有II型系統(tǒng)的功能,即對于階躍和斜坡擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差均為零。第二種組合的系統(tǒng)具有I型系統(tǒng)的功能,即由階躍擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差為零,斜坡產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差為系統(tǒng)的第三種組合具有0型系統(tǒng)的功能,其階躍擾動產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差為,斜坡擾動引起的誤差為大家可參照上述做法計算三種情況的結(jié)果是否與下述結(jié)論相否113.6.4減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施提高系統(tǒng)的開環(huán)增益
4、和增加系統(tǒng)的類型是減小和消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的有效方法順饋控制(屬復(fù)合控制)作用,既能實現(xiàn)減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定性不變的目的。其他條件不變影響系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性按擾動進行補償?12?分析:引入前(順)饋后,系統(tǒng)的閉環(huán)特征多項式?jīng)]有發(fā)生任何變化,即:不會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性?;唸D3-26,得擾動輸出:13由于中分母的s階次一般比分子的s階次高,故式(3-80)的條件在工程實踐中只能近似地得到滿足。為了補償擾動對系統(tǒng)輸出的影響(3-79)(3-80)對擾動進行全補償?shù)臈l件2.按參考輸入進行補償圖3-28按輸入補償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)?令得:14?(3-81)(3-82
5、)輸入信號的誤差全補償條件(3-83)(3-85)(3-84)系統(tǒng)的輸出量在任何時刻都可以完全無誤差地復(fù)現(xiàn)輸入量,具有理想的時間響應(yīng)特性前饋補償裝置系統(tǒng)中增加了一個輸入信號完全消除誤差的物理意義其產(chǎn)生的誤差信號與原輸入信號產(chǎn)生的誤差信號相比,大小相等而方向相反.須2.按參考輸入進行補償15一般具有比較復(fù)雜的形式,故全補償條件(3-84)的物理實現(xiàn)相當(dāng)困難。在工程實踐中,大多采用在滿足跟蹤精度要求的前提下,實現(xiàn)部分補償?;蛘咴趯ο到y(tǒng)性能起主要影響的頻段內(nèi),實現(xiàn)近似全補償,以使的形式簡單并易于實現(xiàn)。16本章小結(jié):17本章小結(jié):時域分析是通過直接求解系統(tǒng)在典型輸入信號作用下的
6、時域響應(yīng)來分析系統(tǒng)的性能。通常是以系統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間和穩(wěn)態(tài)誤差等性能指標來評價系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。2.二階系統(tǒng)在欠阻尼時的響應(yīng)雖有振蕩,但只要阻尼取值適當(dāng)(如快速性,又能滿足過渡過程的平穩(wěn)性,因而在控制系統(tǒng)中常把二階系統(tǒng)設(shè)計為欠阻尼。左右),則系統(tǒng)既能滿足響應(yīng)的183.如果高階系統(tǒng)中含有一對閉環(huán)主導(dǎo)極點,則該系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)可以近似地用這對主導(dǎo)極點所描述的二階系統(tǒng)來表征。4.穩(wěn)定性是系統(tǒng)所能正常工作的首要條件。而系統(tǒng)的穩(wěn)定性是由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定得,與外加信號的形式和大小無關(guān)。勞斯判椐是判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的常用判椐。勞斯判據(jù)只回答特征方程式的根在s平面上的分布情況,
7、而不能確定根的具體數(shù)值。19謝謝!結(jié)束20