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自動控制原理知識點歸納第一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日課程考核標準考核內容分數百分比平時成績作業、課堂表現1010%實驗1010%考勤1010%期末考試7070%期末考試為閉卷,有四種題型:填空20%、選擇20%

、簡答題30%、計算題30%第二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日2目錄第一章自動控制系統的基本控制形式(2種)、基本組成(4部分)、基本信號(5種)考察方式:填空題、綜合題性能指標(穩、準、快)考察方式:填空題、綜合題第二章線性系統數學模型的形式——微分方程、傳遞函數、結構圖考察方式:填空題傳遞函數的定義考察方式:填空題典型環節的傳遞函數考察方式:填空題RC、RLC電路的傳遞函數考察方式:綜合題結構圖串聯、并聯、反饋的等效變換考察方式:綜合題第三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日3目錄第三章線性系統穩定性分析的三種方法——特征方程的特征根在s左半平面,勞斯判據、奈奎斯特判據考察方式:填空題特征方程考察方式:選擇、綜合題勞斯判據考察方式:綜合題,難度同例3.9性能指標計算(超調量和調節時間)考察方式:綜合題,難度同例3.8和3.10第四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日4目錄第四章P90:相角條件是確定s平面上根軌跡的充分必要條件,就是說,繪制根軌跡時,可用相角條件確定根軌跡上的點,用模值條件確定根軌跡上該點對應的K*值。考察方式:選擇題第五章5.2典型環節的伯德圖。考察方式:填空、選擇題5.5穩定裕度。考察方式:選擇題5.6用閉環頻率特性分析系統的性能。考察方式:選擇題第六章6.2基本控制規律。考察方式:填空、選擇題串聯超前、滯后、滯后-超前校正、復合校正。考察方式:選擇題第五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日5第一章自動控制系統的基本控制形式(2種)、基本組成(4部分)、基本信號(5種)考察方式:填空題、綜合題性能指標(穩、準、快)考察方式:填空題、綜合題第六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日6自動控制系統基本控制形式(2種)開環控制:制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向聯系的控制過程。閉環控制:需要控制的是輸出量,測量的是輸出量,比較給出輸出量對輸入量的偏差,系統根據偏差進行控制,只要輸出量偏離輸入量,系統就自動糾偏。由于閉環系統是根據負反饋原理按偏差進行控制的,因此又叫反饋控制或偏差控制。第七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日7開環控制和閉環控制的優缺點比較

在開環系統中,系統的輸出只受輸入的控制,控制精度和抑制干擾的特性都相對比較差,但是由于沒有反饋的作用,開環控制系統反應較快。閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的,利用輸出量同期望值的偏差,對系統進行控制,可獲得比較好的控制性能,但是閉環控制系統由于反饋作用,一般有個調節過程,動態響應相對較慢,如果參數設計不合理,可能使系統不穩定而出現振蕩。通常大多數重要的自動控制系統都采用閉環控制方式。第八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日8自動控制系統的組成(4個)

被控對象:指被控制的設備或過程,如智能車、傳熱過程等;測量元件:測量智能系統中需要控制的物理量,如果這個物理量是非電量,一般需要轉化為電量;執行元件:直接作用于被控對象,使被控量發生變化達到預期的控制目的,如電動機、半導體開關等;控制器:指結構或參數便于調整的元件,用于改善系統性能。第九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日9閉環負反饋控制系統方框圖(重點)給定值被控變量干擾控制器

測量變送器執行器被控對象+偏差實測值-閉環負反饋控制系統方框圖第十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日10自動控制系統中傳遞的信號(5種)

給定值:智能系統預期輸出的物理量;

被控變量:智能系統中被控制的物理量,它與給定信號之間保持一定的函數關系;實測值:由測量元件將輸出端獲得的信號反向送回輸入端的信號,也稱為反饋信號;

偏差:給定值和反饋信號之差;干擾:所有妨礙控制器對被控變量按要求進行控制的信號。

第十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日111.4自動控制系統的性能指標對控制系統的性能評價,多以動態過程的特性來衡量,工程上對自動控制系統性能的基本要求可以歸結為穩(穩定性和平穩性)、準(準確性)和快(快速性)。第十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日12設第一個波振幅為y1、第三個波振幅為y3設定值為階躍信號的響應曲線yry1y3Cy(∞)TpTSTt1)衰減比n和衰減率ψ衰減比在4:1到10:1之間時,過渡過程的衰減程度合適,過渡過程較短。第十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日13最大動態偏差A表示系統瞬間偏離給定值的最大程度;超調量σ是第一個波振幅與最終穩態值y(∞)之比。設定值為階躍信號的響應曲線yry1y3Cy(∞)TpTSTtA2)最大動態偏差A和超調量σA=ymax-r

第十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日14

過渡過程結束后,被控參數的穩態值y(∞)與設定值之間的殘余偏差叫做余差,也稱靜差。是衡量控制系統穩態準確性的指標。C=y(∞)-r設定值為階躍信號的響應曲線yry1y3Cy(∞)TpTSTt3)余差C第十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日15Ts是指從過渡過程開始到過渡過程結束所需的時間。當被控參數與穩態值間的偏差進入穩態值的±5%(或±2%)范圍內,就認為過渡過程結束。設定值為階躍信號的響應曲線yy1y3y(∞)TpTSTt4)調節時間Tsry(∞)105%y(∞)95%y(∞)第十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日16

穩定性

衰減比n=4:1~10:1最佳

準確性

余差C小好最大偏差A

小好快速性

過渡時間Ts短好各品質指標之間既有聯系、又有矛盾。例如,過分減小最大偏差,會使過渡時間變長。因此,應根據具體工藝情況分清主次,對生產過程有決定性意義的主要品質指標應優先予以保證。控制系統的單項品質指標小結第十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日17第二章

線性系統數學模型的形式——微分方程、傳遞函數、結構圖考察方式:填空題

傳遞函數的定義考察方式:填空題

典型環節的傳遞函數考察方式:填空題

RC、RLC電路的傳遞函數考察方式:綜合題

結構圖串聯、并聯、反饋的等效變換考察方式:綜合題第十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日18192.1.1線性系統微分方程的建立方法分析系統和各元件的工作原理,找出各物理量之間的關系,確定系統和各元件的輸入量和輸出量。從輸入端開始,按照信號的傳遞順序,根據各元件在工作過程中所遵循的物理或化學定律列出微分方程。對已建立的原始方程進行數學處理,忽略次要因素,簡化原始方程。消去中間變量,得到輸出量與輸入量關系的微分方程。標準化微分方程,慣例把與輸入量有關各項寫在方程右邊,把輸出量有關各項寫在方程左邊,方程兩邊各導數項均按降冪排列。1、用解析法建立系統微分方程的一般步驟:第十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日19202.1.1線性系統微分方程的建立方法確定系統輸入量和輸出量:輸入量為容易給定的量,輸出量為我們關注的量物理或化學定律,均指以前課程介紹的知識:例如《電路基礎》、《電機拖動》、《分析力學》等。標準化微分方程(常微分方程):補充第二十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日2021一指輸入作用是t=0后才加于系統的,因此輸入量及其各階導數,在t=時的值為零。2.2傳遞函數

線性定常系統在輸入、輸出初始條件均為零的條件下,輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比,稱為該系統的傳遞函數。1、傳遞函數的定義二指輸入信號作用于系統之前系統是靜止的,即t=時,系統的輸出量及各階導數為零。零初始條件第二十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日2122傳遞函數的兩種標準形式——多項式模型和零極點模型G(s)Ur(s)Uc(s))s(U)s(U)s(Grc=G(s)=

第二十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日22231.比例環節:輸出量與輸入量成正比,不失真也無時間滯后的環節稱為比例環節。典型環節的傳遞函數2.積分環節:輸出量正比于輸入量的積分的環節稱為積分環節。第二十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日23243.微分環節:輸出信號與輸入信號對時間的導數成正比。典型環節的傳遞函數(續)4.慣性環節:T越大,延遲越大第二十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日24255.一階微分環節:由一個比例環節和一個理想微分環節構成。

6.二階振蕩環節:7.時滯環節:具有純時間延遲傳遞關系的環節。又叫延遲環節。典型環節的傳遞函數(續)為時間常數第二十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日2526傳遞函數與電氣網絡的運算阻抗電氣網絡內的電阻、電容、電感等線性元件的復數阻抗,分別為R、1/Cs、Ls。遵照電路的基本定律,直接列寫電路輸入量和輸出量之間的關系,利用代數運算即可求出電氣網絡的傳遞函數。第二十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日26例題:R與1/Cs并聯,根據并聯分壓公式得,第二十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日27282.3結構圖

控制系統的結構圖是描述組成控制系統的各個元件之間信號傳遞動態關系的圖形。它表示了系統中各變量之間的運算關系,是控制理論中描述復雜系統的一種簡便方法。它也是一種數學模型,是一種將控制系統圖形化了的數學模型,在控制理論中應用廣泛。

第二十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日2829G1(s)G2(s)R(s)C(s)U(s)串聯結構的等效變換G1(s)?G2(s)R(s)C(s)兩個串聯的方框可以合并為一個方框,合并后方框的傳遞函數等于兩個方框傳遞函數的乘積。第二十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日2930C1(s)G1(s)G2(s)R(s)C(s)C2(s)G1(s)G2(s)R(s)C(s)兩個并聯的方框可以合并為一個方框,合并后方框的傳遞函數等于兩個方框傳遞函數的代數和。并聯結構的等效變換第三十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日3031反饋結構的等效變換G(s)R(s)C(s)H(s)B(s)E(s)R(s)C(s)第三十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日31第三章

線性系統穩定性分析的三種方法——特征方程的特征根在s左半平面,勞斯判據、奈奎斯特判據考察方式:填空題

特征方程考察方式:選擇、綜合題

勞斯判據考察方式:綜合題,難度同例3.9

性能指標計算(超調量和調節時間)考察方式:綜合題,難度同例3.8和3.10第三十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日32表3.1典型輸入信號第三十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日33動態性能指標3.1.2動態性能指標第三十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日343.3二階系統的單位階躍響應二階系統寫成標準形式-自然頻率(或無阻尼振蕩頻率)-阻尼比(相對阻尼系數)圖2.1無源電路

第三十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日353.3二階系統的單位階躍響應3.3.1二階系統的數學模型二階系統寫成標準形式二階系統的特征方程為特征根即閉環極點為第三十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日363.3.2二階系統的單位階躍響應

二階系統單位階躍響應的數學推導過程見教材P54式(3-6)、(3-7)。

MATLAB軟件可以直接得到二階系統單位階躍響應曲線。第三十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日373.3.3二階系統階躍響應的性能指標1.td延時時間在較大的ξ范圍內,近似有與ξ成正比,與ωn成反比。第三十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日382.上升時間tr

3.3.3二階系統階躍響應的性能指標第三十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日393.3.3二階系統階躍響應的性能指標3.峰值時間tp第四十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日404.超調量

超調量在峰值時間發生圖3-11阻尼比與超調量之間的關系只與阻尼比ξ相關,并且一一對應成反比關系。3.3.3二階系統階躍響應的性能指標第四十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日415.調節時間ts的計算令△表示實際響應與穩態輸出之間的誤差,則一般用近似公式計算ts,當ξ≤0.8時,選取誤差帶

3.3.3二階系統階躍響應的性能指標第四十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日426.振蕩次數

振蕩次數是指在調節時間ts內,C(t)波動的次數。根據這一定義可得振蕩次數為

3.3.3二階系統階躍響應的性能指標

系統的系能指標可以通過計算得到,因此,也可以根據性能要求,設計系統參數。第四十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日43二階系統的校正——PD控制圖3.14

PD控制系統在改善二階系統性能方法中,比例-微分(PD)控制和測速反饋控制是常用的方法。第四十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日443.5自動控制系統的代數穩定判據一個自動控制系統正常運行的首要條件是它必須是穩定的。反饋控制的嚴重缺點是它們容易產生振蕩,因此,判別系統的穩定性和使系統處于穩定的工作狀態是自動控制的基本問題之一。線性系統穩定的充要條件是閉環系統的極點(特征方程的根)全部位于s左半平面。

第四十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日453.5.3勞斯判據勞斯判據是基于系統特征方程式的根與系數的關系而建立的。不分解多項式因式的情況下,就能夠確定出位于:右半平面內閉環極點數目;

首先將系統的特征方程式寫成如下標準形式其中a0為正(如果原方程首項系數a0為負,可先將方程兩端同乘以-1)。第四十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日46特征方程:勞斯表第四十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日47勞斯判據:特征方程的全部根都在s左半平面的充分必要條件是勞斯表的第1列系數全部是正數。3.5.3勞斯判據對于一階和二階系統,特征方程的所有系數同號是系統穩定的充分必要條件。第四十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日483.6穩態誤差在穩態條件下輸出量的期望值與穩態值之間存在的誤差,稱為系統穩態誤差(靜差)。

穩態誤差的分析(3-30)由圖3.22得(3-31)由圖3.22可得誤差傳遞函數

(3-32)由終值定理,求得穩態誤差

(3-34)第四十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日493.6.3擾動作用下的穩態誤差對于系統的擾動響應,理想輸出為零,故穩態誤差為:期望值與穩態值之差第五十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日50【例3.9】已知一單位反饋控制系統如圖問:(1)Gc(s)=1時,閉環系統是否穩定?(2),閉環系統穩定的條件?解:(1)閉環特征方程:列勞斯表第一列均為正值,S全部位于左半平面,故系統穩定。第五十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日51(2)開環傳遞函數

閉環特征方程為列勞斯表欲使系統穩定第一列的系數必須全為正值由此得出系統穩定的條件為0<Kp<26.5第五十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日523.7習題精解及MATLAB工具和案例分析【例3.8】某典型二階系統的單位階躍響應如圖3.25所示。試確定系統的閉環傳遞函數。解:此時系統閉環傳遞函數形式應為圖3.25單位階躍響應注意:二階閉環系統的標準形式是(3-3),但圖3.12的單位階躍響應曲線形式,因為穩態值不是1,應設為一般形式(3-48)。第五十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日53【例3.10】設一隨動系統如圖3.27所示,要求系統的超調量為0.2,峰值時間1s,求:

(1)求增益K和速度反饋系數。

(2)根據所求的解:(1)系統的閉環傳遞函數第五十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日54第五十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日55第四章P90:相角條件是確定s平面上根軌跡的充分必要條件,就是說,繪制根軌跡時,可用相角條件確定根軌跡上的點,用模值條件確定根軌跡上該點對應的K*值。第五十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日56第五章5.2典型環節的伯德圖。考察方式:填空、選擇題5.5穩定裕度。考察方式:選擇題5.6用閉環頻率特性分析系統的性能。考察方式:選擇題第五十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日575.2典型環節的頻率特性用頻域分析法研究控制系統的穩定性和動態響應時,是根據系統的開環頻率特性進行的,而控制系統的開環頻率特性通常是由若干典型環節的頻率特性組成的。本節介紹八種常用的典型環節。第五十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日58一、比例環節比例環節的頻率特性為顯然,它與頻率無關。相應的幅頻特性和相頻特性和對數幅頻特性和相頻特性第五十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日59比例環節的Bode圖第六十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日60二、積分環節積分環節的頻率特性為其幅頻特性和相頻特性和對數幅頻特性和相頻特性為第六十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日61

積分環節的Bode圖對數幅頻特性為一條斜率為-20dB/dec的直線,此線通過L(ω)=0,ω=1的點幅頻特性與角頻率ω成反比,相頻特性恒為-90°第六十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日62三、微分環節微分環節的頻率特性為其幅頻特性和相頻特性和對數幅頻特性和相頻特性為第六十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日63

微分環節的Bode圖其對數幅頻特性為一條斜率為20dB/dec的直線,它與0dB線交于ω=1點。微分環節的幅頻特性等于角頻率ω,而相頻特性恒為90°。第六十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日64四、慣性環節慣性環節的頻率特性幅頻特性和相頻特性第六十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日65對數幅頻特性和相頻特性為低頻段:高頻段:慣性環節對數幅頻特性曲線為圖中的漸近線。ω=1/T是兩條漸近線的交點,稱為交接頻率,或叫轉折頻率、轉角頻率。第六十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日66

慣性環節的Bode圖第六十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日67五、一階微分環節頻率特性幅頻特性和相頻特性、對數幅頻特性和相頻特性為第六十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日68一階微分環節的Bode圖第六十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日69慣性環節一階微分頻率特性互為倒數時:對數幅頻特性曲線關于零分貝線對稱;相頻特性曲線關于零度線對稱。第七十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日70六、二階振蕩環節頻率特性

幅頻特性和相頻特性和對數幅頻特性和相頻特性第七十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日71二階振蕩環節的Bode圖第七十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日72七、二階微分環節第七十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日73八、滯后環節頻率特性幅頻特性和相頻特性對數幅頻特性和相頻特性滯后環節的Bode圖第七十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日745.5穩定裕度穩定裕度:衡量閉環穩定系統穩定程度的指標,常用的有相角裕度γ和幅值裕度Kg。第七十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日75相角裕度和幅值裕度在Bode圖上的表示穿越頻率截止頻率第七十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日761.相角裕度γ在頻率特性上對應于幅值A(ω)=1(即L(ω)=0)的角頻率稱為剪切頻率(截止頻率),以ωc表示,在剪切頻率處,相頻特性距-180°線的相位差γ叫做相角裕度。即上圖表示的具有正相角裕度的系統不僅穩定,而且還有相當的穩定儲備,它可以在ωc的頻率下,允許相角再增加(遲后)γ度才達到臨界穩定狀態。第七十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日77對于穩定的系統,(ωc)必在伯德圖-180°線以上,這時稱為正相角裕度,或者有正相角裕度。對于不穩定系統,(ωc)必在-180°線以下,這時稱為負相角裕度。第七十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日782.增益裕度Kg

在相頻特性等于-180°的頻率ωg(穿越頻率)處,開環幅頻特性A(ωg)的倒數,稱為增益裕度,記做Kg

。即在Bode圖上,增益裕度改以分貝(dB)表示

第七十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日79對于不穩定系統,L(ωg)必在0dB線以上,這時稱為負增益裕度。對于穩定的系統,L(ωg)必在Bode圖0dB線以下,這時稱為正增益裕度。表明對數幅頻特性還可上移Kg,即開環系統的增益增加Kg倍,則閉環系統達到穩定的臨界狀態。第八十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日80前面已經給出了開環頻率特性5.6用閉環頻率特性分析系統的性能1控制系統頻帶寬度與閉環頻率特性的關系,對單位負反饋系統為已知開環頻率特性,就可求得系統的閉環頻率特性。

閉環幅頻特性可用下面幾個特征量來描述:第八十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日813)系統頻帶寬:截止頻率(帶寬頻率)當閉環頻率響應的幅值下降到零頻率值以下3分貝時,對應的頻率稱為帶寬頻率,用表示。

2)諧振頻率:幅頻特性極大值與零頻幅值之比,即1)諧振峰值典型閉環幅頻特性

:出現諧振峰值時的頻率。

第八十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日82與)作為閉環頻域指標。

(或諧振頻率2閉環頻域指標與時域指標的關系用閉環頻率特性分析系統的動態性能,一般用諧振峰值和頻帶寬典型二階系統幅頻特性峰值為:二階系統的關系曲線第八十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日83對于高階系統,難以找出閉環頻域指標和時域指標之間的確切關系。

更多詳細內容請認真復習教材第八十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日84第六章6.2基本控制規律。考察方式:填空、選擇題串聯超前、滯后、滯后-超前校正、復合校正。考察方式:選擇題第八十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日856.1系統的設計及校正問題1.設計要求

進行控制系統設計校正,除了已知系統不可變部分的特性與參數外,還需要已知對系統的設計要求,即全部的性能指標。頻域和時域指標的關系:(1)二階系統頻域指標與時域指標的關系諧振峰值諧振頻率第八十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日86帶寬頻率截止頻率相位裕度超調量調節時間6.1系統的設計及校正問題第八十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日87諧振峰值

超調量調節時間(2)高階系統頻域指標與時域指標6.1系統的設計及校正問題第八十八頁,共一百零八頁,2022年,8月28日88線性系統校正方法取代并消弱反饋包圍環節的作用滯后、超前兩者的優點串聯校正反饋校正滯后超前校正復合校正不改變原系統的穩定性,消除穩態誤差ts、σ%減小抗干擾性差要求性能指標高的場合產生正相角使γ增大超前校正高頻幅值衰減使γ增大滯后校正

改善動態特性

使ess、σ%減小

ts增大

改善靜特性、平穩性第八十九頁,共一百零八頁,2022年,8月28日896.2基本控制規律1.比例(P)控制規律提高比例控制器的增益,可以減小系統的穩態誤差但會降低系統的相對穩定性,甚至可能造成閉環系統不穩定。第九十頁,共一百零八頁,2022年,8月28日902.比例-微分(PD)控制規律校正前PD校正裝置校正后校正后PD校正裝置校正前γ‘γ系統的截止角頻率增大,則調節時間減小,系統的快速性提高;系統的相角裕度增大,系統的穩定性提高,超調量減小;高頻段增益上升,可能降低系統的抗干擾能力。第九十一頁,共一百零八頁,2022年,8月28日913.積分(I)控制規律采用積分控制器可以提高系統的型別,有利于提高系統的穩態性能,但積分控制增加了一個位于原點的開環極點,使信號產生90o的相角滯后,對系統的穩定性不利。

第九十二頁,共一百零八頁,2022年,8月28日924.比例-積分(PI)控制規律另外原點處的開環極點減小系統穩態誤差。左半平面的開環零點,提高系統的阻尼程度,緩和PI極點對系統產生的不利影響。第九十三頁,共一百零八頁,2022年,8月28日935.比例(PID)控制規律利用PID控制器進行串聯校正時,可提高系統的穩態性能;除增加了一個極點外,還增加了兩個負實零點。

第九十四頁,共一百零八頁,2022年,8月28日946.3串聯超前校正圖6.7無源超前網絡圖6.8帶有附加放大器的無源超前校正網絡第九十五頁,共一百零八頁,2022年,8月28日95幅頻特性相頻特性6.3串聯超前校正第九十六頁,共一百零八頁,2022年,8月28日96用頻率法設計系統,應分頻段考慮問題,即要求校正后系統的開環頻率特性在低頻、中頻和高頻段具有如下特點:(1)低頻段應滿足穩態精度的要求;(2)中頻段應滿足系統的動態性能,因為中頻段的截止角頻率和相位穩定裕量與閉環系統的調節時間ts和超調量σ%有關;(3)高頻段要求幅值迅速衰減,以較少噪聲的影響。

6.3串聯超前校正第九十七頁,共一百零八頁,2022年,8月28日97(1)這種校正主要對未校正系統中頻段進行校正,使校正后中頻段幅值的斜率為-20dB/dec,且有足夠大的相位裕度。(2)超前校正會使系統瞬態響應的速度變快。系統抗高頻噪聲的能力變差。(3)未校正系統的相頻特性在截止頻率附近急劇下降時,若用單

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