西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)控制原理.ppt

自動(dòng)控制原理,西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 自 動(dòng) 控 制 原 理 教 學(xué) 組,自動(dòng)控制原理,本次課程作業(yè)（13） 3 29, 30, 33, 37, 39,課程回顧,3.6.1 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差 誤差定義: (1)按輸入端定義誤差；(2)按輸出端定義誤差 穩(wěn)態(tài)誤差： (1)靜態(tài)誤差； (2)動(dòng)態(tài)誤差,3.6.2 計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差的一般方法 （1）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （2）求誤差傳遞函數(shù) （3）用終值定理求穩(wěn)態(tài)誤差,3.6.3 靜態(tài)誤差系數(shù)法 （1）靜態(tài)誤差系數(shù): Kp, Kv, Ka （2）計(jì)算誤差方法 （3）適用條件,3.6.4 干擾作用引起的穩(wěn)態(tài)誤差分析,1）系統(tǒng)穩(wěn)定 2）按輸入端定義誤差 3）r(t)作用,且r(t)無其他前饋通道,舉 例,例1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，當(dāng)r(t)=t 時(shí)，要求ess0.1，求K的范圍。,解.,K,0,10 K 15,自動(dòng)控制原理,（第 13 講）,3 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析與校正,3.1 概述 3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能 3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能 3.4 高階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能 3.5 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 3.6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 3.7 線性系統(tǒng)時(shí)域校正,自動(dòng)控制原理,（第 13 講）,3.6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 3.7 線性系統(tǒng)時(shí)域校正,3.6.5 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法(1),動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法 用靜態(tài)誤差系數(shù)法只能求出誤差的穩(wěn)態(tài)值 ；而穩(wěn)態(tài)誤差隨時(shí)間變化的規(guī)律無法獲得。 用動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法可以研究誤差中的穩(wěn)態(tài)分量 隨時(shí)間的變換規(guī)律。,3.6.5 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法(2),(1) 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法解決問題的思路,3.6.5 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法(3),例1 兩系統(tǒng)如圖示,要求在4分鐘內(nèi)誤差不超過6m,應(yīng)選用哪個(gè)系統(tǒng)? 已知：,解 .,(2)動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)的計(jì)算方法 系數(shù)比較法 長(zhǎng)除法,比較系數(shù)：,3.6.5 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法(4),3.6.5 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法(5),說明：es(t) 是 e(t) 中的穩(wěn)態(tài)分量,解.,比較系數(shù)得,例2 以例1中系統(tǒng)(1)為例,3.7 線性系統(tǒng)時(shí)域校正（1）,校正：采用適當(dāng)方式，在系統(tǒng)中加入一些結(jié)構(gòu)和參數(shù)可調(diào)整 的裝置（校正裝置），用以改善系統(tǒng)性能，使系統(tǒng)滿 足指標(biāo)要求。,校正方式： 串聯(lián)校正， 反饋校正， 復(fù)合校正,3.7 線性系統(tǒng)時(shí)域校正（2）,3.7.1 反饋校正,反饋的作用,（1）減小被包圍環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù),（2）深度負(fù)反饋可以有效降低被包圍環(huán)節(jié)的影響,（3）局部正反饋可提高環(huán)節(jié)增益,3.7.1 反饋校正 (1),例2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 （1）Kt=0 時(shí)系統(tǒng)的性能? （2）Kt 時(shí)，s, ts 變化趨勢(shì)? x=0.707時(shí), s, ts =？ （3）Kt ，r(t)=t ，ess變化趨勢(shì)? x=0.707時(shí), ess=？,解. (1) 時(shí),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定！,(2) 時(shí),(2) 時(shí) (3),3.7.2 復(fù)合校正,例4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示 (1) 確定K1,K2，配置極點(diǎn)于l1,2=-5j5； (2) 設(shè)計(jì)G1(s) ，使r(t)=t作用下essr=0； (3) 設(shè)計(jì)G2(s) ，使n(t)作用下en(t)0。,解.,(1),(2),(3),(1),線性系統(tǒng)的時(shí)域分析與校正,第三章小結(jié),時(shí)域分析法小結(jié)（1）,自動(dòng)控制原理13章測(cè)驗(yàn)題,一. 單項(xiàng)選擇題 ( 在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一 個(gè)正確的答案，將其題號(hào)寫入題干的內(nèi)，每小題 2分，共32分 ),時(shí)域分析法小結(jié)（2）,時(shí)域分析法小結(jié)（3）,時(shí)域分析法小結(jié)（4）,時(shí)域分析法小結(jié)（5）,時(shí)域分析法小結(jié)（6）,時(shí)域分析法小結(jié)（7）,時(shí)域分析法小結(jié)（8）,時(shí)域分析法小結(jié)（9）,時(shí)域分析法小結(jié)（10）,1增加系統(tǒng)阻尼比，減小超調(diào)量的有效措施有 A增大閉環(huán)增益； B引入輸出的速度反饋； C減小開環(huán)增益； D增大開環(huán)增益； E引入誤差的比例-微分進(jìn)行控制。,二. 多項(xiàng)選擇題(在每小題的五個(gè)備選答案中，選出 二至五個(gè)正確的答案，將其號(hào)碼寫入題干的 內(nèi)，正確答案沒有選全、多選或有 選錯(cuò)的，該題無分，每小題 2分，共 14分),時(shí)域分析法小結(jié)（11）,2某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ， 則稱該系統(tǒng)是 AI 型系統(tǒng)； BII 型系統(tǒng)； C二階系統(tǒng)； D三階系統(tǒng); E一階無差系統(tǒng)。,時(shí)域分析法小結(jié)（12）,3提高輸入作用下控制系統(tǒng)精度的主要措施有 A增大開環(huán)增益； B加比例-微分控制； C增大系統(tǒng)的型別； D加測(cè)速反饋； E對(duì)干擾進(jìn)行補(bǔ)償。,時(shí)域分析法小結(jié)（13）,4典型二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)如圖所示， 可以確定該系統(tǒng) 是的欠阻尼系統(tǒng)； 開環(huán)增益 ； 超調(diào)量= 40； D 調(diào)節(jié)時(shí)間 ； E是0型系統(tǒng)。,時(shí)域分析法小結(jié)（14）,5若系統(tǒng) A開環(huán)穩(wěn)定，閉環(huán)不一定穩(wěn)定； B開環(huán)穩(wěn)定，閉環(huán)一定不穩(wěn)定； C開環(huán)不穩(wěn)定，閉環(huán)一定不穩(wěn)定； D開環(huán)不穩(wěn)定，閉環(huán)不一定不穩(wěn)定； E開環(huán)臨界穩(wěn)定，閉環(huán)不一定穩(wěn)定。,時(shí)域分析法小結(jié)（15）,6為能同時(shí)減少輸入和干擾引起的穩(wěn)態(tài)誤差， 采用的有效措施是 A增大干擾作用點(diǎn)前的前向通道增益； B增加干擾作用點(diǎn)前的前向通道的積分環(huán)節(jié) 的個(gè)數(shù)； C增大干擾作用點(diǎn)到輸出的前向通道增益； D增大干擾作用點(diǎn)至輸出的前向通道的積 分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)； E在反饋通道中增加積分環(huán)節(jié)。,時(shí)域分析法小結(jié)（16）,7由以下條件，可以確定閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 （ ） A閉環(huán)極點(diǎn)； B開環(huán)零極點(diǎn)； C閉環(huán)零極點(diǎn)； D開環(huán)零極點(diǎn)及開環(huán)增益； E閉環(huán)零極點(diǎn)及閉環(huán)增益。,自動(dòng)控制原理課程的任務(wù)與體系結(jié)構(gòu),自動(dòng)控制原理,本次課程作業(yè)（13） 3 29, 30, 33, 37, 39,謝謝 ！,