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《闭环路动态应答分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、程程程序控制序控制序控制閉環路動態應答分析閉環路動態應答分析閉環路動態應答分析閉環路回饋控制系統塊解圖L(s)G(s)LY(s)+E(s)P(s)U(s)+Y(s)sp+G(s)G(s)G(s)cvp-Y(s)mG(s)mGc(s):控制器轉移函數(PID)Gp(s):程序轉移函數Gv(s):控制閥轉移函數K-θsGp()se=Kvτs+1Gvv()sK»»(可忽略)ts+1K-θsvG()se=p22τss++2ζτ1G(s):量測器轉移函數m(通常忽略之)G(s):負荷轉移函數L閉環路轉移函數L(s)G(s)LYs
2、p(s)+E(s)P(s)U(s)++Y(s)G(s)G(s)G(s)cvp-Y(s)mG(s)mY=+GUGL(1)pLU=GvP=GvGcE=GvGc(Ysp-Ym)=-GvGc(YspmGY)(2)(2)帶入(1)Y=GpvGGc(Ysp-+GmLY)GLÞ(1+GpGGvcGm)Y=+GpGvGcYspLGLGGGGpvcLÞY=+YLsp11++GGGGGGGGpvcmpvcm閉環路轉移函數•一般表示式ZÕf=Z1+ÕieZ:輸出變數或控制環路內之中間變數Zi:輸入變數(Ysp或L)Õ=由Z至之Z向前路徑中之
3、轉移函數乘積fiÕ=環路中所有轉移函數之乘積eYGpGGvcYG=L=Ysp1+GpGvcmGGL1+GpGGGvcm閉環路動態應答-伺服控制KKpL•假設Gc=Kc,Gv=Kv,Gm=1,,GGpL==ttss++111•伺服控制Ysp()s==,0Ls()sKKKKKKcvpcvpGGG111+KKKpvcts+1cvpY()s=Yssp()=×=×1+GpGGvcmG1+KcKKvpssts+1ts+11+KKKcvp–令tKKKcvpt==,Kee11++KKKKKKcvpcvp–則Ke1-t/teY()s=×
4、Þy()t=-Kee(1)tss+1e閉環路動態應答-伺服控制-t/tey(t)=-Kee(1)KK®¥,t®®0,1ceeKKKcvp1–offset=yysp-(¥)=1-=11++KKKKKKcvpcvp–當K®¥,offset=0cKc越大，應答越快，偏差越小閉環路動態應答-調節控制1•調節控制Ysp()s==0,Ls()sKKLLG111+KKKLts+1cvpY()s=Ls()=×=×1+GpGGvcmGKcKKvpsst1+s+1ts+11+KcKKvpt*KL–令t==,KeL11++KKKKKKcvp
5、cvp–則*KL1*-t/teY()s=×Þy()t=-KeL(1)tss+1e閉環路動態應答-調節控制*-t/tey(t)=-KeL(1)*KK®¥,t®®0,0ceL**–offset=Ysp-y(¥)=0-=KKLL*•當KKcL®¥®,0,offset=0Kc越大，應答越快，偏差越小控制器參數值改變的影響-Kc•Kc值變大，應答速度變快，但系統的穩定度降低，應答振盪加大控制器參數值改變的影響-τI•τI值變大，應答速度變慢，系統的穩定度增加，應答較不易振盪控制器參數值改變的影響-τD•τD值從0開始增加時，應答
6、之收斂速度加快，且穩定度增加，但增大至某個限度後，τD值再增加，應答加快，但系統穩定度降低，應答振盪加大。閉環路之穩定性設定點單位階梯改變•Example不穩定Gp•特徵方程式(characteristicequation)•控制系統的閉環路轉移函數分母多項式等於0所形成之方程式稱為該控制系統的特徵方程式•故回饋控制系統GGGGpvcLY()s=+Ysp()sLs()11++GGGGGGGGpvcmpvcm特徵方程式為10+=GpvcmGGG或10+=GOL•此控制系統應答之衰退比和振盪週期只需觀察動態轉換函數分母的根
7、即可知道，故稱其為控制系統的特徵方程式•特徵方程式的根皆以a+bi之型式表示，如為實根b=0，如為純虛根a=0一般穩定性準則•若一個回饋控制系統特徵方程式的所有根皆為負數或實部皆為負數，則此回饋控制系統為穩定，否則此系統為不穩定特徵方程式穩定不穩定1+GOL(s)=0穩定不穩定特徵方程式的根與穩定性的關係特徵方程式：1+GOL(s)=0負實根複數根(實部為負)正實根複數根(實部為正)Example1Consideraprocess,G=0.2/(-s+1),andthusisopen-looppunstable.IfG
8、=G=1,determinewhetheraproportionalvmcontrollercanstabilizetheclosed-loopsystem.SolutionThecharacteristicequationforthissystemis0.21+GKOLc=10+=Þ-sK+1+=0.20c-+s1Whichha
