机械工程操纵基础（chp_5）.pptVIP

Chp.6 系统性能分析与校正; 基本要求;重点与难点;§1 系统性能指标;系统性能指标;6、稳态指标： (1)误差：e1(t)=xor(t)-x0(t) E1(s)=Xor(s)-X0(s) (2)偏差：ε(t)=xi(t)-h(t)x0(t) E(s)=Xi(s)-H(s)X0(s) (3)误差和偏差的关系： 控制系统应力图使x0(t) →xor(t)，当X0(s)= Xor(s)时， 存在E(s)= H(s) E1(s) 结论： 求出偏差后即可求出误差E(s)； 若单位反馈H(s)=1，则E(s)= E1(s)； 闭环系统的误差包括瞬态误差和稳态误差，稳态误差不仅与系统特征有关，也与输入和干扰信号特性有关。; (4)稳态偏差εss: 因为，E(s)=Xi(s)-H(s)X0(s) 即 由终值定理， 阶跃输入下，Xi(s)=1/s ;无偏系数; 7、Gk(s)对稳态偏差的影响： 不同系统结构（Gk(s)的“型”号），则无偏系数和稳态偏差亦不同。 （1）系统型号对εss和kp的影响：（阶跃信号输入） 0型系统v=0： （有差系统） 稳态位置偏差为有限值 Ⅰ型系统v=1及v＞1： （无差系统）; (2) 系统型号对kv的影响：（速度信号输入） 0型v=0： Ⅰ型v=1： Ⅱ型及以上：kv=∞ εss=0 (3)系统型号对ka的影响：（加速度输入） 0型：ka=0 εss=∞ Ⅰ型：ka=0 εss=∞ Ⅱ型：ka=k εss=1/k;系统误差;系统误差; 1、谐振频率ωr： 2、谐振峰值Mr： 3、截止频率ωb： 4、相位裕量γ：γ=180o+∠G(jωc)H(jωc) 对二阶系统， 5、幅值裕量kg： 对二阶系统， ; 1、Mp和Mr的关系： Mp、N（时）和Mr、γ都只与阻尼比ζ有关，反映系统的阻尼特性和系统的相对稳定性。 Mr=1.2~1.5，对应Mp=20%~30%,过渡过程较平稳； Mr＞2，则Mp＞40%,平稳性很差。 2、tp、ts（时）与ωr的关系： 对一定ζ，tp、ts均与ωr成反比，ωr高的系统，反映速度快。;时域和频域指标的关系;综合性能指标(误差准则) ;综合性能指标;一、基本概念： 系统各项性能指标要求往往互相矛盾，应首先满足主要性能指标，其他指标采取折衷方案，加上必要校正。 1、定??：在系统中增加新的环节，以改善系统性能。 从频域观点说，校正就是改变系统频率特性曲线的形状，以改善系统性能。; （1）串联校正：在前向通道中串联校正环节Gc(s)。 位置：低功率部分。 分为：增益校正， 相位超前校正， 相位滞后校正， 相位超前—滞后校正。 （2）并联校正：校正环节与前向通道Gc(s)的某些环节并联。 分为：反馈校正，复合校正。;无源校正和有源校正;二、相位超前校正; 讨论： 1）低频ω→0，G(jω)≈α,相当于比例环节； 中频（ω较小），G(jω)≈α(jωT+1),比例微分环节； 高频ω→∞，G(jω)≈1，不起校正作用； →高通滤波器; 2）φ＞0，Gc(jω)相位超前； 3）Gc(jω)是上半圆，圆心：[1/2（1+α），j0]， 半径：1/2（1-α） 4）最大相位超前角φm： α对φm的影响 5）φm所对应的频率ωm：;相位超前校正; 改善稳态性能而基本不影响动态性能。