《系统误差计算分析》PPT课件

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1、第六章机电控制系统误差分析与计算6.1稳态误差的基本概念稳态误差是系统的稳态性能指标，是对系统控制精度的度量。本章只讨论系统的原理性误差，不考虑由于非线性因素引起的误差。对稳定的系统研究稳态误差才有意义，所以计算稳态误差以系统稳定为前提。通常把在阶跃输入作用下没有原理性稳态误差的系统称为“无差系统”，而把有原理性稳态误差的系统称为“有差系统”。概述6.1稳态误差的基本概念误差E(s):希望输出Xoi(s)和实际输出Xo(s)之差6.1稳态误差的基本概念6.2输入引起的稳态误差计算误差E(s)方法一：方法二：6.2输入引起的稳态误差计算误差E(s)方法三：6.2输入引起

2、的稳态误差静态误差与动态误差计算稳态误差的一般方法（1）判定系统的稳定性稳态误差动态误差：误差中的稳态分量静态误差：（2）求误差传递函数（3）用终值定理求稳态误差6.2输入引起的稳态误差偏差传递函数由于若H是常值偏差误差为什么引入偏差的概念？求当时的稳态误差。解：系统稳定，误差传递函数又有ess=0的物理意义？6.2输入引起的稳态误差例题6-1利用终值定理6.2输入引起的稳态误差例题6-2系统结构图如图所示，已知r(t)=n(t)=t，求系统的稳态误差。解．与系统自身的结构参数有关与外作用的类型有关6.2输入引起的稳态误差例题6-3系统结构图如图所示，求r(t)分别为

3、A·1(t),At,At2/2时系统的稳态误差。解．系统自身的结构参数影响ess的因素：外作用的形式（阶跃、斜坡或加速度等）外作用的类型（控制量，扰动量及作用点）6.2输入引起的稳态误差静态误差系数法——r(t)作用时ess的计算规律6.2输入引起的稳态误差静态位置误差系数静态速度误差系数静态加速度误差系数6.2输入引起的稳态误差求系统在单位阶跃、斜坡、加速度输入时的稳态误差解：该系统为二阶振荡系统，系统稳定。单位阶跃由于是单位反馈系统，偏差即是误差。另外，该系统为Ⅰ型系统单位斜坡单位加速度6.2输入引起的稳态误差例题6-46.2输入引起的稳态误差例题6-5系统结构图

4、如图所示，已知输入,求系统的稳态误差。解．6.2输入引起的稳态误差6.3干扰引起的稳态误差求系统稳态误差应首先判断系统稳定性。当求两个以上量同时作用于线性系统偏差，可利用叠加原理，分别求出每个量作用情况下的偏差，然后相加求出。干扰引起稳态偏差为干扰引起稳态误差为某系统如下图所示，当输入信号xi(t)=t·1(t)，干扰N(t)=0.5·1(t)时，求系统总的稳态误差解：根据劳斯判据该系统稳定。6.3干扰引起的稳态误差例题6-6例题6-7系统如图所示，已知输入，解．求系统的稳态误差。6.4减小误差的途径在反馈相加点到干扰作用点之间的前向通道中提高增益、设置积分环节，可以

5、同时减小或消除控制输入和干扰作用下产生的稳态误差。例题6-86.4减小误差的途径单位阶跃单位阶跃从物理意义上看，在扰动作用点与反馈相加点（偏差信号）之间加上积分环节，就等于加入静态放大倍数为无穷的环节，因此，静态误差为零。G1(s),G1(s),H(s)中不含积分环节6.4减小误差的途径单位斜坡G1(s),G1(s),H(s)中不含积分环节单位阶跃G(s)中不含积分环节例题6-96.4减小误差的途径扰动点在不同位置方块图图a图b扰动作用点在反馈通道时，能不能通过增加开环增益减小对输出的影响？既要求系统稳态误差小，又要求良好动态性能，只靠加大开环放大倍数或串入积分环节不

6、能同时满足要求时，可采用复合控制（前馈）方法对误差进行补偿。补偿的方式可分为按干扰补偿和按输入补偿。6.4减小误差的途径增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小输入引起的误差；在系统前向通道干扰点前加积分器，消除干扰引起的误差；反馈通道元部件的精度要高、抗干扰能力强。按输入补偿单位反馈系统：为使E(s)=0，应保证6.4减小误差的途径按干扰补偿为了消除干扰对输出的影响令传递函数为零，即得出对干扰全补偿的条件为6.4减小误差的途径6.4减小误差的途径系统结构图如图所示，已知输入,求,使稳态误差为零。解．按前馈补偿的复合控制方案可以有效提高系统的稳态精度例题6-10某随动系

7、统电机的机电时间常数忽略电机电枢电感，计算当及分别作用时，Δθ的稳态值各为多少？同时作用时，Δθ的稳态值又为多少？6.4减小误差的途径例题6-11解：6.4减小误差的途径(1)当θi(t)单独作用时，6.4减小误差的途径(2)当Mc(t)单独作用时，6.4减小误差的途径(3)当θi(t)和Mc(t)同时作用时，根据叠加原理，有6.4减小误差的途径第六章作业