自动控制系统的稳态性能分析.ppt

第8章 自动控制系统的稳态性能分析,第8章 自动控制系统的稳态性能分析,自动控制系统的输出量一般都包含着两个分量：一个是暂态分量，另一个是稳态分量。暂态分量反映控制系统的动态性能。对于稳定的系统，暂态分量随着时间的推移，将逐渐减小并最终趋于零。稳态分量反映控制系统跟踪给定量和抑制扰动量的能力和准确度。对于稳定的系统来说，稳态性能的优劣一般是以稳态误差的大小来度量。由于稳态误差始终存在于系统工作过程之中，因此在设计控制系统时，除了首先要保证系统能稳定运行外，其次就是要求系统的稳态误差小于规定的容许值。本章着重建立有关稳态误差的概念，介绍稳态误差的分析和计算方法，并将讨论减小稳态误差的途径。,第8章 自动控制系统的稳态性能分析,8.1 系统稳态误差的概念 8.2 与输入信号有关的稳态误差 8.3 扰动作用下的稳态误差 8.4 系统稳态性能分析举例,8.1 系统稳态误差的概念,8.1.1 系统的误差 与偏差 8.1.2 误差 的一般计算 8.1.3 系统的稳态误差和稳态偏差,8.1 系统稳态误差的概念,为建立稳态误差的概念，需要对控制系统的误差给出确切的定义，同时要明确系统的误差和偏差的区别以及它们的联系。,8.1.1 系统的误差 与偏差,8.1.1 系统的误差 与偏差,图8.1 E(s)与(s)关系框图,8.1.1 系统的误差 与偏差,8.1.2 误差 的一般计算,8.1.2 误差 的一般计算,8.1.2 误差 的一般计算,8.1.2 误差 的一般计算,8.1.3 系统的稳态误差和稳态偏差,8.2 与输入信号有关的稳态误差,8.2.1 跟踪稳态误差essr 8.2.2 与系统结构参数的关系 8.2.3 与 之间的系统 8.2.4 由系统开环对数频率特性分析系统的稳态性能,8.2 与输入信号有关的稳态误差,8.2.1 跟踪稳态误差essr,8.2.1 跟踪稳态误差essr,8.2.2 与系统结构参数的关系,8.2.2 与系统结构参数的关系,8.2.2 与系统结构参数的关系,8.2.3 与 之间的系统,8.2.3 与 之间的系统,8.2.3 与 之间的系统,式(8.20)表明，在抛物线信号输入下，系统消除跟随稳态误差的条件是，即开环传递函数中至少应有三个积分环节。由以上分析可看出，同一种输入信号，对于结构不同的系统产生的稳态误差不同。系统型别愈高，误差愈小，即跟踪输入信号的无差能力愈强。所以系统的型别反映了系统无差的度量，故又称无差度。系统的型别从系统本身结构的特征上，反映了系统跟踪输入信号的稳态精度。另一方面，型别相同的系统输入不同信号所引起的稳态误差不同，即同一系统对不同信号的跟踪能力不同，从另一角度反映了系统消除稳态误差的能力。将三种典型输入下的跟随稳态误差与系统型别之间有规律的关系，综合在表8.1中，可由此根据具体的输入信号的形式，从精度要求方面正确选择系统型别。,8.2.3 与 之间的系统,8.2.3 与 之间的系统,8.2.4 由系统开环对数频率特性分析系统的稳态性能,8.2.4 由系统开环对数频率特性分析系统的稳态性能,8.3 扰动作用下的稳态误差,8.3.1 扰动稳态误差的求取 8.3.2 扰动稳态误差与系统结构参数间的关系,8.3 扰动作用下的稳态误差,系统除承受输入信号作用外，还经常会受到各种扰动的作用，如负载的突变、温度的变化、电源的波动等，系统在扰动作用下的稳态误差，称扰动稳态误差，它反映了系统抗干扰的能力，显然，我们希望扰动引起的稳态误差愈小愈好，理想情况误差最好为零。,8.3.1 扰动稳态误差 的求取,8.3.2 扰动稳态误差与系统结构参数间的关系,8.3.2 扰动稳态误差与系统结构参数间的关系,8.3.2 扰动稳态误差与系统结构参数间的关系,8.3.2 扰动稳态误差与系统结构参数间的关系,8.4 系统稳态性能分析举例,8.4 系统稳态性能分析举例,图8.5 直流调速系统框图,8.4 系统稳态性能分析举例,8.4 系统稳态性能分析举例,8.4 系统稳态性能分析举例,8.4 系统稳态性能分析举例,8.4 系统稳态性能分析举例,8.4 系统稳态性能分析举例,8.5 习 题,8.5 习 题,图8.7 题4图,8.5 习 题,8.5 习 题,8.5 习 题,Q&A?Thanks!,