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《《自动控制原理》36 线性系统的稳态误差分析课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第三章线性系统的时域分析法项目内容教学目的理解稳态及稳态误差的概念，掌握其计算方法和计算结果，进而熟悉减小或消除稳态误差的措施。教学重点稳态误差系数定义和典型输入信号作用下的稳态误差，即表3－5；减小或消除稳态误差的措施。教学难点广义（动态）误差的概念和广义（动态）误差系数的计算方法，各种补偿措施。讲授技巧及注意事项表达式推导、图形显示和表格总结相辅相成。3-6线性系统的稳态误差分析10/5/2021稳定性、过渡过程性能(动态性能)和稳态性能是我们分析系统、评价系统、改善系统时所用的三类重要衡量标准。10/5/20213-6控制系统的稳态误差系统响应的稳态分量(例
2、如t>ts的输出分量）反映了系统跟踪给定控制信号或希望输出信号的准确度或抑制扰动信号的恢复能力。通常用稳态误差来衡量。它与系统本身的结构、参数及外作用的形式有关，也与元件的不灵敏、零点漂移、老化及各种传动机械的间隙、摩擦等因素有关。本书只讨论由于系统结构、参数及外作用等因素所引起的稳态误差，即原理性误差。给定稳态误差（由给定输入引起的稳态误差）扰动稳态误差（由扰动输入引起的稳态误差）给定输入量变化时，要求系统输出量以一定的精度跟随输入量的变化，因而用给定稳态误差来衡量系统的稳态性能。给定输入量不变时，需要分析输出量在扰动作用下所受到的影响，因而用扰动稳态误差来衡量
3、系统的稳态性能。原理性误差、给定稳态误差、扰动稳态误差。10/5/2021R(t)-B(s)E(s)N(s)+C(s)>>step(feedback(tf(10*[0.0,1],conv([1,1],[1.67,1])),1),0:.01:35)>>step(feedback(tf(10*[0.0,1],conv([1,0],[1.67,1])),1),0:.01:35)>>step(feedback(tf(1*[0.0,1],conv([1,1],[1.67,1])),1),0:.01:35)从图形中体会误差和稳态误差理想值10/5/2021输入（理想值）K=5
4、K=1K=0.3阶跃响应阶跃响应：稳态误差为零斜坡响应：稳态误差为常数>>t=0:.01:20;>>u=t;>>lsim(feedback(tf(5*[0,1],conv([1,0],[1.67,1])),1),u,t)误差从图形中体会误差和稳态误差10/5/2021一、稳态误差的定义和基本概念系统的误差e(t)的基本定义为输出量的希望值与实际值之差。典型系统结构如图所示，其误差定义有两种形式：（1）输出端定义法：式中：为系统输出量的希望值；C(t)为输出量的实际值。（2）输入端定义法：式中：r(t)为给定输入；b(t)为系统主反馈信号。H（s）是测量装置的传递函
5、数（通常我们认为是理想的），故此时误差就是给定输入与测量装置的输出量之差。R(t)-B(s)E(s)N(s)+C(s)图典型反馈系统结构图1/H(s)-e’(t)C(t)r(t)b(t)e(t)误差的定义10/5/2021希望情况下偏差信号E(S)＝0，则系统在输入信号作用下的希望输出为：对于扰动信号N(s)而言,希望的情况就是扰动信号引起的输出为0（R=0，E=0）,即系统的希望输出Cn(t)一点都不受扰动的影响。“希望值”的基本概念：希望的状态总之：一10/5/2021从系统输出端定义的稳态误差，概念清晰，物理意义明确，也符合基本定义，但在实际系统中无法测量，
6、因而，一般只有数学意义。而从系统输入端定义的稳态误差，它在系统中是可以测量的，因而具有实用性。对于单位反馈系统，要求输出量C(t)的变化规律与给定输入r(t)的变化规律一致，所以给定输入r(t)也就是输出量的希望值，即。此时，上述两种定义统一为e(t)=r(t)-c(t)说明一10/5/2021对于非单位反馈系统，若设定义1的误差为E’(s),定义2的误差为E(s)，则E(s)与E’(s)的关系如下：可见，两种定义对非单位反馈系统是存在差异的，但两种定义下的误差之间具有确定的关系，即误差E’(s)可以直接或间接地由E(s)来确定。从本质上看，它们都能反映控制系统的
7、控制精度。在本书以后的讨论中，将采用第二种误差定义。E(t)通常也称为系统的误差响应，它反映了系统在输入信号和扰动信号作用下整个工作过程中的精度。误差响应中也包含有瞬态分量和稳态分量两个部分，如果所研究的系统是稳定的，那么当时间t趋于无穷大时，瞬态分量趋近于零，剩下的只是稳态分量。说明一10/5/2021稳态误差的定义：对于稳定的系统，误差信号的稳态分量称为系统的稳态误差，以表示。基本公式注意：误差、误差响应、稳态分量、瞬态分量、稳态误差等概念注意：两种误差定义的统一性其关键在于反馈传递函数H(s)的确定性、可靠性、准确性。稳态误差的定义一10/5/2021R(t
8、)-B(s
