動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法

1、動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法第1頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一自動(dòng)控制原理 本次課程作業(yè)（13）3 29, 30, 33, 37, 39第2頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一課程回顧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

2、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(wú)其他前饋通道第3頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一舉 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 K010 K 15第4頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一自動(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 第5頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)

3、19分，星期一自動(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)域校正第6頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.6.5 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(wú)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。第7頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.6.5 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(wèn)題的思路 第8頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.6.5 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

4、內(nèi)誤差不超過(guò)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)：第9頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.6.5 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法(4)例1 兩系統(tǒng)如圖示,要求在4分鐘內(nèi)系統(tǒng)不超過(guò)6m應(yīng)選用哪個(gè)系統(tǒng)? 已知：解. 第10頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.6.5 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)法(5)說(shuō)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)為例第11頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.7 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)

5、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)合校正第12頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.7 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 第13頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.7.1 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

6、(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) 第14頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一3.7.2 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)(1)(2)(3)(1)第15頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一線性系統(tǒng)的時(shí)域分析與校正第三章小結(jié)第16頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星

7、期一時(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 )1適合于應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是A非線性定常系統(tǒng)； B線性時(shí)變系統(tǒng)；C線性定常系統(tǒng)； D非線性時(shí)變系統(tǒng)。第17頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（2） 2某0型單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)增益為K，則在 輸入下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 A0； B ； C ； D 。3動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 0 初始條件是指 t0 時(shí)系統(tǒng)的 A輸入為 0 ； B輸入、輸出以及它們的各階導(dǎo)數(shù)為 0； C輸入、輸出為 0； D輸出及其各階導(dǎo)

8、數(shù)為 0。第18頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（3） 4若二階系統(tǒng)處于無(wú)阻尼狀態(tài)，則系統(tǒng)的 阻尼比應(yīng)為 A01； D=0。5在典型二階系統(tǒng)傳遞函數(shù) 中,再串入一個(gè)閉環(huán)零點(diǎn)，則 A超調(diào)量增大； B對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能沒(méi)有影響； C峰值時(shí)間增大； D調(diào)節(jié)時(shí)間增大。第19頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（4） 6討論系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能時(shí)，通常選用的典型 輸入信號(hào)為 A單位階躍函數(shù) ； B單位速度函數(shù) ； C單位脈沖函數(shù) ； D單位加速度函數(shù)。7某 I 型單位反饋系統(tǒng)，其開環(huán)增益為 ， 則在 輸入下，統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 . ； . ；

9、. ； . 。第20頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（5） 9二階系統(tǒng)的閉環(huán)增益加大 快速性越好； 超調(diào)量越大； 峰值時(shí)間提前； 對(duì)動(dòng)態(tài)性能無(wú)影響。 8典型欠阻尼二階系統(tǒng)的超調(diào)量 ， 則其阻尼比的范圍為 ； ； ； 。 第21頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（6） 10欠阻尼二階系統(tǒng)的 ，都與 有關(guān)； 無(wú)關(guān)； 有關(guān) 無(wú)關(guān)。11. 典型欠阻尼二階系統(tǒng)若 不變， 變化時(shí) 當(dāng) 時(shí)， ； 當(dāng) 時(shí)， ； 當(dāng) 時(shí)， ； D 當(dāng) 時(shí)， 不變。 第22頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（7）

10、12穩(wěn)態(tài)速度誤差的正確含義為（A為常值）： 時(shí)，輸出速度與輸入速度之間的穩(wěn)態(tài)誤差； 時(shí)，輸出位置與輸入位置之間的穩(wěn)態(tài)誤差； 時(shí)，輸出位置與輸入位置之間的穩(wěn)態(tài)誤差； 時(shí)，輸出速度與輸入速度之間的穩(wěn)態(tài)誤差。13某系統(tǒng)單位斜坡輸入時(shí) ，說(shuō)明該系統(tǒng) A是0型系統(tǒng)； B閉環(huán)不穩(wěn)定； C閉環(huán)傳遞函數(shù)中至少有一個(gè)純積分環(huán)節(jié) D開環(huán)一定不穩(wěn)定。 第23頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（8） 14I 型單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)增益為 .與開環(huán)增益有關(guān)； .與的形式有關(guān)； .1； .與各環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。15閉環(huán)零點(diǎn)影響系統(tǒng)的 A穩(wěn)定性； B穩(wěn)態(tài)誤差； C調(diào)節(jié)時(shí)間； D超調(diào)量。

11、第24頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(shí)域分析法小結(jié)（9） 16若單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，則其開環(huán)增益 ， 阻尼比 和無(wú)阻尼自然頻率 分別為： ； ； ； 。第25頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(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(méi)有選全、多選或有 選錯(cuò)的，該題無(wú)分，每小題 2分，共 14分)

12、 第26頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(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(wú)差系統(tǒng)。 第27頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(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。 第28頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(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)；

13、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)。 第29頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(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。第30頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(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)。 第31頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)19分，星期一時(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)