自动控制原理-第3章-7课件

【例3-19】若输入信号为和为正常数，欲使系统的稳态误差（正常数），求系统各参数应满足的条件。13.10.4动态误差系数利用拉氏变换的终值定理求取稳态误差有一定的局限性。必须满足终值定理的应用条件；只能求得时的稳态误差值，弄不清楚稳态误差是怎样随时间而变化。有时我们希望搞清楚稳态误差随时间而变化的规律，动态误差系数法可以解决这一问题。2对于单位负反馈系统-其偏差信号就等于误差信号：其中偏差闭环传递函数：3动态误差系数5偏差信号的拉氏变换可以写成：动态误差系数除了通过对求各阶导数而获得以外，还可以通过长除法将写成幂级数的形式而获得。6【例3-20】控制系统的偏差闭环传递函数为求动态误差系数。7动态误差系数与静态误差系数的关系0型系统I型系统II型系统8[例3-21]单位反馈系统如图，-+同时存在输入和干扰：用动态误差系数法计算该系统的稳态误差。10注释用动态误差系数法适合于求为幂函数形式的稳态误差。幂函数形式的只有有限阶导数，这种情况下只需求出有限个动态误差系数即可；若为正弦或余弦信号，它有无穷阶导数，这种情况下需要求出无穷个动态误差系数，显然，在这种情况下用动态误差系数法求取稳态误差就不太合适了。123.11.1增大开环放大倍数1减小输入信号作用下的稳态误差0型系统的开环放大倍数（静态位置误差系数）I型系统的开环放大倍数（静态速度误差系数）II型系统的开环放大倍数（静态加速度误差系数）知识要点回顾14增大开环放大倍数可以减小0型系统在阶跃输入作用下的稳态误差；减小I型系统在斜坡输入作用下的稳态误差；减小II型系统在加速度输入作用下的稳态误差。15注释增大开环放大倍数只能减小某种输入信号下的稳态误差值；增大开环放大倍数不能改变稳态误差的性质；对于稳态误差为0或的情形，放大倍数不能改变这种状况，增大开环趋向于的进程。但是可以延缓16[例3-23]单位反馈系统的开环传递函数为在和两种情况下，分别求输入信号为时的稳态误差。解答过程略，自学172减小干扰信号作用下的稳态误差+-增大，可以减小；增大，对无影响。183.11.2增加串联积分环节在开环传递函数中加入串联的积分环节，系统的型别，可以提高用这种方法可以改变稳态误差的性质，从而有效地减小稳态误差。201减小或消除输入信号作用下的稳态误差采用PI或PID控制是加入串联积分环节的常用方法。PI比例+积分PID比例+积分+微分21PID控制器+-+PID控制器的传递函数为：23都会在系统的开环传递函数中增加一个串联积分环节，上述两种控制器的共同点：使系统的型别提高一级。从而243.11.3顺馈控制顺馈控制又称为前馈控制。是把系统的外部作用信号（输入或干扰）通过另外一条支路引入控制系统，包括稳态误差。消除误差，利用补偿原理来减小或261减小或消除输入信号作用下的稳态误差+-系统的输入-偏差传递函数为27若取则有即在输入信号作用下完全没有误差。但是实现这种关系是很困难的，因为有时会出现分子阶次高于分母的现象，这种传递函数在工程上是难于实现的。28[例3-24]如图所示，+-在没有顺馈控制的情况下，系统为I型，若加入顺馈控制，如何选取，的无差度提高为2？使系统30[例3-25]采用顺馈的单位反馈控制系统如图所示，要求该系统在输入作用下，稳态误差为零。求参数和。+-31结论顺馈控制是由顺馈通道给控制系统引入另外一个输入信号，不改变原闭环系统的稳定性。322减小或消除干扰信号作用下的稳态误差如果干扰信号可以测量，则可以在原系统中加入顺馈通道。利用补偿原理来减小或消除干扰引起的稳态误差。+-+33所谓顺馈补偿，是指干扰信号通过顺馈通道对系统的作用，能够抵销干扰信号对原系统输出信号的作用。在没有顺馈的情况下，干扰信号引起的输出为：34引入顺馈通道以后，干扰信号引起的输出为：若取则干扰引起的输出信号为零，即，干扰对输出不产生影响，实现了完全补偿。35[例3-26]如图所示，+-+其中，试确定顺馈通道的传递函数，使干扰信号对输出不产生影响。36结论顺馈控制既可以减小或消除输入引起的稳态误差，又可以减小或消除干扰引起的稳态误差。顺馈控制的最大优点是不影响原闭环系统的稳定性。顺馈控制的最大