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二.衰减频率特性法(P48)
(一). 衰减频率特性
1.动态分量与特性方程根的关系
过渡过程、稳定性←特征方程
特征方程:
1+Gc(s)Gp(s)=0
不失普遍性,方程的解为:
S=-??j?
通解为:
根与稳定性的关系
;当:α>0时,衰减振荡→稳定
α<0时,发散振荡→不稳定
α=0时,临界振荡
2.相对稳定度与稳定性:
①.相对稳定度的概念
m=?/?: 相对稳定度
Ψ与 m 的关系:
Ψ 0 0.150 0.300 0.750 0.998 1
M 0 0.026 0.057 0.221 1 ∞
;2.稳定性与相对稳定度的关系:
例:2阶系统:
相角裕量
衰减率:
相对稳定度:
当:Ψ=0.75——0.90 ?=22.40 ——31.10 ξ=0.216——0.344 m=0.211——0.366
要求指标:Ψ不能低于Ψs:Ψs→ms→?/? →ms= ?/?
; 3.衰减率频特性和稳定性判据
开环传函:Wo(s)=Gc(s)Gp(s) 令S=-??j? =-m ? ?j?
开环频特:Wo(j?)=Gc(j?)Gp(j?)
衰减频特:Wo(m,j?)=Gc(m,j?)Gp(m,j?)
稳定性条件:
奈氏判据:Wo(j?)=-1
衰减频特:Wo(m,j?)=-1
讨论:Wo(m,j?)包围 (-1,j0),Ψ<Ψs
不包围(-1,j0),Ψ>Ψs
穿过 (-1,j0),Ψ=Ψs
;4.开环频率特性的求法
例:已知
衰减频率特性为
(二). 衰减频率特性整定法(P50)
1. 整定要求:
系统具有规定的衰减率Ψs→控制参数
;(二)、衰减频率特性整定法;由幅值条件:;例:PI调节器,要求相对稳定度为Ms,求TI,δ
设对象传函:
调节器传函:
调节器衰减频特
对象衰减频特:;由幅值条件和相位条件:
方法:以S1(Kτs1/T)和S0(Kτs0/T)为横、纵坐标,ω为参变量,作调节器整定曲线。
问题:尚存在未知数ω.求:S1,S0?
方法:设要求Ψs=0.75,已知:τ/T=2,作曲线如下页图:
取曲线上①、②、③、④点,
作出取各点值时阶跃响应如下图:
;;;由图可知:取点②处值,调节器参数较佳
讨论:整定参数取曲线上不同点值时,响应不同→性能不同→根据性能要求选取响应特性→确定整定参数;4. 三参数调节器的整定 (略);3.整定方法:;(二).稳定边界法;(三) 衰减曲线法;(四) 广义调节器和广义对象;3.由整定参数求仪表刻度参数;解:(1)求广义调节器参数:;3.4 、??节器参数自整定:(P62);非线性元件的描述函数;2.Kcr求法
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