上海交大809考研机械设计与理论第05章_误差分析.pptVIP

控制理论基础(I) 已知单位反馈系统其闭环传递函数为： 试证明在单位阶跃输入作用下，其误差响应满足： 5.4 扰动作用下的稳态误差 0型系统扰动作用下的稳态误差 (v=k=l=0) 1）只有三种值：0、常数（1/K1）、?； 2）扰动作用引起的常数稳态误差只与增益K1有关。 3）增加调节部分传递函数G1(s)中积分环节数k ? 完全消除扰动作用引起的稳态误差。 例→ 1)只有三种值：0、常数（1/K1）、无穷； 2)扰动作用引起的常数稳态误差只与控制器增益 K1 有关，而与对象增益 K2 几乎无关。 3)增加调节部分传递函数G1(s)中积分环节数k -- 完全消除扰动作用引起的稳态误差； 而增加对象部分传递函数G2(s)中积分环节数l， 对消除误差没有任何作用。 例: p186, 例 5.6 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 5.5 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 注： 1)“阻尼下降、振荡加剧”现象是对二阶系统而言的。 2) 具体为何，下一章瞬态响应里会通过一个例子来说明，见课件第 47 页。 3) 对一般系统而言、同样正确，不仅如此，随着 K 的增大，严重的，往往会不稳定。 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 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) 注意方法的局限性： 1) 前提条件：扰动信号必需是可以测量的； 2) 传递函数的倒数，物理上可能无法完全实现，只能近似地实现，见下一页说明。 有关这一部分，在第七章、校正与综合(详见课件第 131 页)，如有时间的话，还要讲到。 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D(s)=1/s时，车辆不会跳动。 Break (答案：K1K2=1) 注意： １、前馈控制的另一个典型的例子是： 　　锅炉汽包的液位控制系统 ２、复合控制的内容，在（第七章、综合与校正）时还会讲到。 End of Chapter 5 Back 第五章作业 1、5-1(1)(2) 2、*5-4 (提示：参考例5.5) 3、5-5 4、5-6 5、*5-8 6、5-10 Deadline: Dec. 8 EX. 5-3 第五章 控制系统的误差分析 控制理论基础 (I) School of Mechanical Power Engineering, SJTU 上海交通大学机械与动力工程学院 交通大学精品课程系列 2009.11 第5章 第五章 控制系统的误差分析 5.1 误差的基本概念 5.2 稳态误差系数 *5.3 动态误差系数 5.4 扰动作用下的稳态误差 5.5 提高稳态精度的措施 偏差与误差 例1 课堂练习1 例2 课堂练习2 作业 偏差与误差 偏差 误差 1)只有当H(s)=1时，误差才等于偏差。 2)通常控制系统的“误差分析”，分析的是系统的偏差E(s)，因为偏差相对来说易于测量。 3)本章误差分析同样也是分析系统的偏差的。确切一点说，是要详细分析讨论不同类型的系统在不同的输入信号作用下的系统偏差。 误差：系统响应e(t)（即刚才所讲的偏差!!） 稳态误差：瞬态过程结束后误差e(t)的稳态分量 控制信号作用下 扰动作用下 5.1 误差的基本概念 系统在控制信号作用下的稳态误差 稳态误差：瞬态过程结束后误差e(t)的稳态分量 系统在扰动作用下的稳态误差 稳态误差：瞬态过程结束后误差e(t)的稳态分量 例1 p172，例 5.1 sE(s)的极点不全部分布在[S]平面的左半部 终值定理 例2 磁盘驱动器需用电机来驱动读/写磁头,以使磁头在旋转的磁盘上对磁道进行准确定位.如检测环节、比较环节的增益为K，电机和磁头的组合可以表示为: ，其中 τ=0.001s； 2003年硕士入学试题(另：MCS,9ed,