衰減頻率特性整定法補充課件

過程 6.4.1衰減頻率特 一.衰減頻率特性和穩(wěn)定先研究典型的二階系統(tǒng)其閉環(huán)傳遞函數為G(s) 22n 2s22nn極點為

s1,21其中:n,1過程控制系統(tǒng)與儀表第6 11系統(tǒng)的衰減率為

1-ψ表明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕量12定義12

1-e2可見 m與ψ成單值對應關系過程控制系統(tǒng)與儀表第6如右圖因

tg112nBsBs1ωβα0αs2Amψ越大，m和β也越大線OA和OB越遠離虛的穩(wěn)定程度越高 AOB上點的坐標sm過程控制系統(tǒng)與儀表第6Bs1ωBs1ωβα0αs2A二階系統(tǒng)具有大于m的相對穩(wěn)過程控制系統(tǒng)與儀表第6再研究高階系統(tǒng)，其中β＝arctgms,ms是規(guī)定的相對穩(wěn)定度，與ψs系統(tǒng)的開環(huán)衰減頻將sm 帶入系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函W0(s),便得到系統(tǒng)的開環(huán)衰減頻率特性W0(m,j過程控制系統(tǒng)與儀表第6利用系統(tǒng)的開環(huán)衰減頻率

W0(m,j 判斷閉環(huán)系統(tǒng)是否具有規(guī)定的衰減率ψs。例3－1求單容對象積分控制系統(tǒng)的開環(huán)衰減頻率特W0(m,j解：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數w0(s)

STs 過程控制系統(tǒng)與儀表第6smW(m,j)

帶入得 01ej(arctg1m T(mj) ( 01ej(arctg1meK(1mT)2eK(1mT)22T于是程控制系統(tǒng)與儀表第6

j(arctg1 )1 (1mT)21 (1mT)22T

在復平面上畫出該衰減頻率特性，得到圖3.4(a)所示線

m3<m2<)過程控制系統(tǒng)與儀表第6章另:當控制規(guī)律變?yōu)楸壤饔脮r，其衰減頻率特性曲

<m2<圖3.4(b)單容比例控制系統(tǒng)不同m值對應的衰減頻性過程控制系統(tǒng)與儀表第6二.衰減頻率特性法整定調節(jié)器根據穩(wěn)定度判據來進行,即:要系統(tǒng)具有規(guī)定的衰過(-1,j0)點.

W0(m,

軌跡即 W0(m,j)-有 Mc(ms,j)Mp(ms,j)1c(ms,j)p(ms,j)

幅值條相角條求解時.主要指比例調節(jié)器,其未定參數為比例增益因 Gc(m,j)S＝Sej0s于是

代 （第二步｝S1Mp(ms,)｝p(ms,)（第三步

解得

（第一步

(m, 過程控制系統(tǒng)與儀表第6于是

G(s)e G(m,j)e(ms emsjemsep p過程控制系統(tǒng)與儀表第6由相角條件得： 即 Me于是：S Me p

將ms=0.221代入得調節(jié)器),只規(guī)定ms,由幅值條件和相角條件確定的調節(jié)器過程控制系統(tǒng)與儀表第6（1）PI調節(jié)器的調節(jié)器傳遞函數：Gc(s)S1S0 2(mS0 2(mss令：s=-msω+jωGc(m,)S s -ms設廣義被控對象的衰減頻率特性為cos[p(ms,)]jsin[p(mcos[p(ms,)]jsin[p(ms

jp(ms過程控制系統(tǒng)與儀表第6由穩(wěn)定

Gc(ms,)Gp(ms,1S1

Mp

ss

,)

S0

(1m2)Mp(ms

sinp(ms2個方程，三個未知量，故為無窮過程控制系統(tǒng)與儀表第6等衰減曲線圖：以ω為參變量，以S1和S0為橫和縱坐標形成的曲 ω大小大ψω大小大ψ1大小ω小大ψ2 有自衡能力對 無自衡能力對過程控制系統(tǒng)與儀表第6大S0ω 大小

ψ大

ψ12 有自衡能力對象

1無自衡能力對1曲線的物理意 每一條曲線代表一個確定的衰減率ψs(或蕩頻率為ω的一組調節(jié)器整定參數值（S1，S0）過程控制系統(tǒng)與儀表第6被控對象Gp(s

TSKe-(msjGp(ms,)

T(-msj)Kemse-j 1-Tms

Mp

過程控制系統(tǒng)與儀表第6MM(m,j(mps)epsKemse-1-TmsMp(ms,)

(T)

s(mT1)s(m,)arctg psms過程控制系統(tǒng)與儀表第6PID調節(jié)器參數的整G(s)S1

sSG(m

+-mj）s -m s共有S0S1S2和ω四個未定參數。調節(jié)器的量S0S1S2為坐標的整定參數空間中，根據多個性能指標，選出其中的一組最佳值，作為