机械控制理论基础第4章(第7周)分析.pptVIP

* 课堂练习或例题 * 例1：已知某单位反馈系统的开环传递函数 求：其单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差； * ：0型系统 ：I型系统 ：II型系统 2.系统结构（系统类型） 由开环传递函数定义系统的类型与开环增益： :开环增益 * 稳态误差 3. 静态(稳态）误差系数与稳态误差 其中 所以系统的类型、开环增益以及输入都会对稳态误差产生影响。 为系统的类型， 为开环增益 ：0型系统 ：I型系统 ：II型系统 稳态误差系数和稳态误差 * 静态(稳态）误差系数 单位阶跃输入 单位斜坡输入 单位抛物线输入 静态位置误差系数 静态速度误差系数 静态加速度误差系数 * 0型系统的稳态误差 有差系统 ( ) * I型系统的稳态误差 ( ) 有差系统 * II型系统的稳态误差 有差系统 ( ) * 稳态误差系数和稳态误差 系统在控制信号作用下 减小和消除稳态误差方法 提高系统的开环增益 增加开环传递函数中积分环节 不利于系统的稳定性 * 尽管将阶跃输入、速度输入及加速度输入下系统的误差分别称之为位置误差、速度误差和加速度误差，但对速度误差、加速度误差而言并不是指输出与输入的速度、加速度不同，而是指输出与输入之间存在一确定的稳态位置偏差。 如果输入量非单位量时，其稳态误差按比例增加。例1、例2 系统在多个信号共同作用下总的稳态误差等于多个信号单独作用下的稳态误差之和。 注意: * 例：I型单位反馈系统的开环增益K = 600s-1,系统最大跟踪速度?max= 24?/s，求系统在最大跟踪速度下的稳态误差。 解：单位速度输入下的稳态误差 I型系统 系统的稳态误差为 * 例：阀控油缸伺服工作台要求定位精度为0.05cm,该工作台最大移动速度vmax =10cm/s，若系统为I型，试求系统开环增益。 单位速度输入下的稳态误差为 系统的开环增益 * 4.扰动作用下的稳态误差 当 误差是从输入端定义的 * 如果系统 ，则 1）增加扰动作用点前 的增益，可以减少稳态误差。 2）在扰动作用点前的传递函数G1(s)中增加积分环节，可以完全消除扰动作用引起的稳态误差。 所以，为降低由干扰引起的稳态误差，我们可以： * 例: 求系统在单位斜坡输入和单位阶跃扰动作用下的稳态误差 在R(s) 单独作用下（N(s)=0） 在扰动单独作用下（R(s)=0） * 比例积分环节提高稳态精度 闭环回路提高稳态精度 输入量补偿的复合控制 干扰量补偿的复合控制 5. 提高稳态精度的措施 * 控制器G1(s)的放大系数? 拢动误差? 阻尼? 振荡? 求在单位阶跃扰动作用下的扰动误差essN 比例积分环节提高稳态精度 * 求在单位阶跃扰动作用下的扰动误差essN。 * 比较两个系统，在单位阶跃输入信号下的稳态误差。 闭环回路提高稳态精度 * 如果稳态增益G0(0)随时间消逝而偏离1，稳态误差不再等于0 ?须重新调整系统。 单位阶跃输入下 设在回路的传递函数中有如下的变化:K=10，?K=1 * 单位阶跃输入下 设在回路的传递函数中有如下的变化：K=10，?K=1， 且： Kp=100/K * 若 位置随动系统：雷达跟踪系统、 船舵操纵系统。 输入量补偿的复合控制 则 闭环传递函数： 误差函数： * 若 系统在干扰信号作用下，前提：干扰信号可测 干扰量补偿的复合控制(前馈/顺馈) 即 * 物理上难实现（分子阶次高于分母的阶次），近似取 * 在粗糙路面上行驶的车辆会受到干扰的影响，采用了能感知前方路况的传感器之后，主动式悬挂减震系统就可以减轻干扰的影响。简单悬挂减震系统的例子如图所示，试选取增益K1、K2的恰当取值，使得当预期偏移为R(s)＝0，且扰动为N(s)=1/s时，车辆不会跳动。 (答案：K1K2=1) * 本章总结 一、基本概念 1.时间响应：由闭环传递函数求 2.时域性能指标及其物理意义 3.影响系统性能的主要参数 一阶系统 二阶系统 零、极点的分布与参数的对应关系 *学会根据系统闭环零、极点的分布讨论系统的性能 零点对系统性能的影响（重点讨论了二阶系统） 高阶系统性能分析：闭环主导极点 4. 系统误差的定义： 在输入端定义，均为位置误差，误差系数，影响误差的因素 * 二、难点分析 1.系统脉冲响应与阶跃响应的关系 2.零极点位置与系统参数的关系 3.标准式与非标准式 4.零点对系统性能的影响 讨论同样极点下，含零点与不含零点的差异！ 注意一旦含零点不能再套用推导出的标准公式！ 对于标准二