《《自動(dòng)控制原理》第三章 3-5 穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《自動(dòng)控制原理》第三章 3-5 穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算課件.ppt（29頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、能源與動(dòng)力學(xué)院 1 死 區(qū) 等 非 線 性摩 擦 ， 間 隙結(jié) 構(gòu) 性 誤 差 輸 入 類 型 、 形 式系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)原 理 性 誤 差穩(wěn) 態(tài) 性 能 穩(wěn) 態(tài) 誤 差穩(wěn) 態(tài) 性 能動(dòng) 態(tài) 性 能穩(wěn) 定 性系 統(tǒng) 性 能 附 加 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 ）( 能源與動(dòng)力學(xué)院 2q誤 差 與 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 的 定 義q系 統(tǒng) 的 類 型q輸 入 作 用 下 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 計(jì) 算q擾 動(dòng) 作 用 下 穩(wěn) 態(tài) 誤 差q減 小 或 消 除 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 的 措 施 本 節(jié) 內(nèi) 容 ： 能源與動(dòng)力學(xué)院 3輸 入 端 定 義 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 e(t)輸 出 端 定 義 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 e(t)=希

2、望 輸 出 -c(t) )(sC)(sG sH)(sE)(sR )()( sHsG )(sC)( sE)(sR )(1sH )()(1)( )( )()( sEsEsH sH sEsE 時(shí) ，兩 種 定 義 的 聯(lián) 系 ： 能源與動(dòng)力學(xué)院 4)()(1 )()()( )()( )()(1 )( )()()()( 001 11 sHsG ssRLimssELime tete sHsG sRL sRsLsELte ssss ssts e 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 析 （ 原 點(diǎn) 除 外 ）在 右 半 平 面 及 虛 軸 上 解條 件 ： 終 值 誤 差)(:)( ssEess 能源與動(dòng)力學(xué)院 5 Ts1 )

3、(sC)(SE)(sR ssettr 求sin)( tT TtT TeT Tte Tt sin1cos11)( 2222/22 例 1 111 1)( )( TsTsTssR sE 221)( sTsTssE ?0)(/1)( 2200 sTs sLimssELime ssss若 用 終 值 定 理 能源與動(dòng)力學(xué)院 6 nj jmi i sTs sKsHsG 11 )1( )1()()(開 環(huán) 傳 遞 函 數(shù) ： sLimK sRsLimsHsG ssRLime sssss 0100 )()()(1 )( . 21 00 型 系 統(tǒng)型 系 統(tǒng)型 系 統(tǒng)III )(sC)(sG sH)(sE)(

4、sR 能源與動(dòng)力學(xué)院 7 n 單 位 負(fù) 反 饋 系 統(tǒng) 開 環(huán) 傳 遞 函 數(shù) 如 下 ， 試 指 出 其 型別n (1)n (2)n (3) n (4) )1( )2)(8(2)( 4 ss sssG )1)(5.0( )2(2)( 2 sss ssG )1)(5.0( )2(2)( ss ssG sss ssG 65 )3(2)( 23 0 2 4 1 能源與動(dòng)力學(xué)院 8 （ 1） 階 躍 作 用 下 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 sLimK RsLimsHsGLim R sLimK sRsLimsHsG ssRLime sss sssss 000 0100 )()(1 )()()(1 )( sR

5、sRtRtr )(),(1)( pk KR1 pss kRe 1 0III 0II 0I K0 系 統(tǒng)型 別psssp kResHsGLimk 1),()(0 能源與動(dòng)力學(xué)院 9 （ 2） 斜 坡 作 用 下 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 sLimK RsLimsHssGLim R sLimK sRsLimsHsG ssRLime sss sssss 0100 0100 )()( )()()(1 )( 2)(,)( sRsRRttr vk KR vss kRe 0III 0II KI 00 系 統(tǒng) 型別 vsssv kResHssGLimk ),()(0 能源與動(dòng)力學(xué)院 10V ss KRKRe tRt

6、tr )( )(tc0 t （ 2） 斜 坡 作 用 下 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 能源與動(dòng)力學(xué)院 11 （ 3） 加 速 度 作 用 下 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 sLimK RsLimsHsGsLim R sLimK sRsLimsHsG ssRLime sss sssss 02020 0100 )()( )()()(1 )( 32 )(,21)( sRsRRttr ak KR ass k Re 0III KII 0I 00系 統(tǒng)型 別 asssa kResHsGsLimk ),()(20 能源與動(dòng)力學(xué)院 12ass KRe )(tr )(tc0 t （ 3） 加 速 度 作 用 下 的 穩(wěn) 態(tài) 誤

7、差 能源與動(dòng)力學(xué)院 13 系 統(tǒng)型 別 靜 態(tài) 誤 差 系 數(shù) 階 躍 輸 入r(t)=R1(t) 斜 坡 輸 入r(t)=Rt 加 速 度 輸 入r(t)=位 置 誤 差 速 度 誤 差 加 速 度 誤 差0 k 0 0I k 0 0 II k 0 0III 0 0 0 221 Rtpk vk ak kRkRkR1 pss kRe 1 vss kRe ass kRe 能源與動(dòng)力學(xué)院 14 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 的 物 理 意 義 （ 單 位 反 饋 系 統(tǒng) ）R(s) E(s) C(s)1( 1ss- 位 置 隨 動(dòng) 系 統(tǒng) ssa ssv ssp ekttr ekttr ekttrK ,0,21

8、)( 1,1,)( 0,),(1)( 1,1 2 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 能源與動(dòng)力學(xué)院 15 R(s) E(s) C(s)N(s) )(2 sG)(1 sG )(sH- )()()()(1 )()()()()( )()()()(1 )()( 21 221 2)( sNsHsGsG SHsGsHsCsE sNsHsGsG sGCsE nn snn 輸 入 端 誤 差 定 義輸 出 端 誤 差 定 義 能源與動(dòng)力學(xué)院 16 R(s) E(s) C(s)N(s)- )1( 2 2sTs K1K 100 212 200 )( )1( )()()(,)( 0,1,)( KnssELime KKsTs sN

9、KsCsEsnsN esRsR nsssn nn ss 能源與動(dòng)力學(xué)院 17 （ 1） 增 大 開 環(huán) 增 益 或 擾 動(dòng) 作 用 點(diǎn) 前 的 前 向 通 道 的 增 益 （ 例 2）（ 2） 在 前 向 通 道 或 主 反 饋 通 道 設(shè) 置 串 聯(lián) 積 分 環(huán) 節(jié) （ 增 大 v);（ 3） 采 用 串 級(jí) 控 制 抑 制 內(nèi) 回 路 擾 動(dòng) ； - - )(2 sG)(1 sGc )(2 sGc )(1 sG)(2 sH )(1 sH)(1 sR )(2 sC)(2 sN )(1 sC)(2 sR 能源與動(dòng)力學(xué)院 18 例 3 物 理 意 義 。擾 動(dòng) 作 用 下 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 的解

10、： 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差和求 111 0 21212321 210 ,)( ;0),(1)( )()(1)( kTnetntn etntn sNkksTkksTsTT sTkE tntntntn iss ss ii in R(s) E(s) C(s)N(s)- )11( sTk i )1( 2 2sTs k 能源與動(dòng)力學(xué)院 19 第三章：重點(diǎn)回顧n 重 要 概 念 ： 系 統(tǒng) 動(dòng) 態(tài) 性 能 指 標(biāo) (td,tr,tp,ts,%)的 定 義 ， 主 導(dǎo) 極點(diǎn) ， 穩(wěn) 定 性 ， 系 統(tǒng) 型 別 。n 基 本 常 識(shí) ： 欠 阻 尼 、 臨 界 阻 尼 、 過 阻 尼 系 統(tǒng) 阻 尼 比 的 范

11、圍 及 響應(yīng) 形 式 。 穩(wěn) 定 的 充 分 必 要 條 件 ， 穩(wěn) 定 的 必 要 條 件 。n 基 本 技 能 ：1. 一 階 系 統(tǒng) 動(dòng) 態(tài) 性 能 指 標(biāo) 的 計(jì) 算2. 根 據(jù) 二 階 系 統(tǒng) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 形 式 計(jì) 算 其 自 然 頻 率 和 阻 尼 比 3. 二 階 欠 阻 尼 系 統(tǒng) 動(dòng) 態(tài) 性 能 指 標(biāo) 的 計(jì) 算 及 反 算4. 應(yīng) 用 勞 思 判 據(jù) 判 別 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性5. 靜 態(tài) 誤 差 系 數(shù) 的 計(jì) 算6. 輸 入 和 擾 動(dòng) 信 號(hào) 作 用 下 系 統(tǒng) 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 的 計(jì) 算7. 一 、 二 階 系 統(tǒng) 的 階 躍 響 應(yīng) 計(jì) 算 能源與動(dòng)力學(xué)院 2

12、0 能源與動(dòng)力學(xué)院 21 n 主 導(dǎo) 極 點(diǎn) : 如 果 在 所 有 的 閉 環(huán) 極 點(diǎn) 中 ， 距 虛軸 最 近 的 極 點(diǎn) 周 圍 沒 有 閉 環(huán) 零 點(diǎn) ， 而 其 他閉 環(huán) 極 點(diǎn) 又 遠(yuǎn) 離 虛 軸 ， 那 么 距 虛 軸 最 近 的極 點(diǎn) 在 系 統(tǒng) 響 應(yīng) 過 程 中 起 主 導(dǎo) 作 用 ， 這 樣的 閉 環(huán) 極 點(diǎn) 稱 為 主 導(dǎo) 極 點(diǎn)n 非 主 導(dǎo) 極 點(diǎn) ： 除 主 導(dǎo) 極 點(diǎn) 外 的 其 他 閉 環(huán) 極點(diǎn) 能源與動(dòng)力學(xué)院 22 能源與動(dòng)力學(xué)院 23 nj jmi i sTs sKsHsG 11 )1( )1()()(開 環(huán) 傳 遞 函 數(shù) ：. 21 00 型 系 統(tǒng)型

13、 系 統(tǒng)型 系 統(tǒng)III 能源與動(dòng)力學(xué)院 24 欠 阻 尼 01 響 應(yīng) 直 接 收 斂 ， 系 統(tǒng) 有 兩 個(gè) 不 等 的 負(fù) 實(shí) 根n 穩(wěn) 定 的 充 分 必 要 條 件 ：1. 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 特 征 方 程 的 所 有 根 都 具 有 負(fù) 實(shí) 部 或 閉 環(huán) 極 點(diǎn)均 位 于 左 半 S平 面2. 系 統(tǒng) 單 位 脈 沖 零 狀 態(tài) 響 應(yīng) 隨 時(shí) 間 t-無 窮 ， 而 -0， 則系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 3. 穩(wěn) 定穩(wěn) 定 的 必 要 條 件 :閉 環(huán) 特 征 方 程 的 系 數(shù) 同 號(hào) 并 不 缺 項(xiàng)勞 思 表 中 第 一 列 各 值 0 能源與動(dòng)力學(xué)院 25 TtTtTt srd 32.

14、269.0 %);5(5.35.3 %100% 1 1 )0(7.012.06.01 21/ 2 22 ns ndp ndr nndt ett tt 一 階 系 統(tǒng)二 階 系 統(tǒng) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 形 式 1)( TsKsG 22 22)( )()( nnnss KsR sCs 能源與動(dòng)力學(xué)院 26 （ 1） 當(dāng) 且 ， 求 系 統(tǒng) 的 調(diào) 節(jié) 時(shí)間 和 超 調(diào) 量 ;（ 2） 若 要 求 階 躍 響 應(yīng) 的 峰 值 時(shí) 間 秒 ， 單 位 斜坡 響 應(yīng) 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 ， 求 。 )(sR )(sC)2( ss k - skt-)(sE 90 kkt ， )(1)( ttr st% 5.0pt

15、1.0sse tkk，一 、 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 如 圖 %)932.32%,5.3,3/1,3( sn t ）（ 參 考 答 案 ： ;055.0,4.44 ;094.0,6.355 t tkk kk 能源與動(dòng)力學(xué)院 27 二 、 系 統(tǒng) 的 閉 環(huán) 特 征 方 程 為 ， 試 確 定 使 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 的 k值 范 圍 以 及 系 統(tǒng) 產(chǎn) 生 等 幅 振 蕩 的頻 率 。 023 23 ksss三 、 系 統(tǒng) 的 閉 環(huán) 特 征 方 程 為 ： 0253520123 2345 sssss試 判 斷 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 性 。 )26,60( 頻 率時(shí) 系 統(tǒng) 產(chǎn) 生 等 幅 振 蕩 ，當(dāng) k

16、K（ 系 統(tǒng) 不 穩(wěn) 定 ， 有 兩 個(gè) 純 虛 根 )js 5 能源與動(dòng)力學(xué)院 28 四 、 控 制 系 統(tǒng) 如 圖 ， ， ， 試計(jì) 算1.開 環(huán) 系 統(tǒng) 的 靜 態(tài) 誤 差 系 數(shù) Kp,Kv,Ka；2.在 輸 入 信 號(hào) r(t)作 用 下 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 essr；3.在 擾 動(dòng) 信 號(hào) n(t)作 用 下 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 essnttr 21)( )(1)( ttn 420s )2( 2ss)(sR )(sC)(sE )(sN + 參 考 答 案 ： Kp=,kv=5,ka=0,essr=0.4， essn=-0.2 能源與動(dòng)力學(xué)院 29 -R CUB 1K )1( 1 2STS K112 ST )( 1,1 1)( )1()(lim)(lim )()( )1()( )()(1)()()( )( )1()( )()( )1)(1()( 2021021 221 221221321 22122132100 21221321 221221321 21221321 22121 21 TKKKK TKK s sKKssTTsTT sTKKsTTsTTsssEe sRKKssTTsTT sTKKSTTsTT sRssCsRsE KKssTTsTT sTKKsR sCs sTsTs KKsG ssss 3-20