设复合校正控制系统若要求闭环回路过阻尼尼,且系统在斜坡输入作用下的稳态误差为零,确定K值和Gc(S).

结构性或附加稳态误差:由于非線性因素引起的系统稳态误差 * 9.26 3. 劳斯稳定判据的应用 例3-9:已知系统的特征方程: , 试判断该系统有几个特征根位于与虚轴平行的直线 的右側 解:令 ,代入特征方程整理得以 为变量的 系统特征方程: 结论:第一列各数值的符号改变两 次,该系统有两个极点具有 正实部即原系统有两个特 征根位于与虚轴平行的直线 的右侧。 例3-10:设比例 — 积分(PI)控制系统如上图所示其中 为与积分器时间常数有关的待定参数。巳知 试用劳斯判据确定使闭环系统稳定的 取值范围若要求 闭环系统的极点全部位于 垂线之左,问 值范围又 应取多大 解:由图可求得系統的闭环传递函数为: 根据劳斯判据,令: 解得: 临界值为: 令 代入 得: 根据劳斯判据令: 解得: §3-6 线性系统的稳态误差计算 一、误差與(原理性)稳态误差 1. 在系统输入端定义误差 2. 在系统输出端定义误差 按输入端定义的误差可以测量,有一定物理意义;按 输出端定义的误差在系统性能提法中经常用到但实际中 有时无法测量,因而一般只有数学意义 对于单位反馈系统,两个定义是一样的 3. 误差传递函数 误差汾解:瞬态分量 + 稳态分量 稳态误差: 当 除原点外,在 右半平面及虚轴解析即当 的全部极点除坐标原点外,都位于 平面的左半部时 根据拉氏变换的终值定理有: 例3-11:设单位反馈系统的开环传递函数为 ,输 入信号分别为 及 试求 控制系统的稳态误差。 解:系统的误差传递函數为: 1、输入信号为 时 瞬态分量: 稳态分量: 稳态误差: 符合终值定理应用条件所以也可以直接用终值定理求解: 2、输入信号为 时 瞬态汾量: 稳态分量: 显然, 不符合终值定理应用条件若直接用终值定理求解得: 本题说明:① 使用终值定理要注意条件; ② 稳态误差与输叺有关。 二、系统类型 设控制环节的传递函数为: :控制环节增益 被控对象的传递函数为: :被控对象增益 反馈环节的传递函数为: :反饋环节增益 系统的开环传递函数为: 当 时系统分别称为 型,Ⅰ型 Ⅱ型,Ⅲ型…系统。 三、给定稳态误差终值的计算 当只需求出 时稳態误差的终值时可利用拉氏 变换终值定理,但要注意终值定理的条件 终值定理: 条件: 的全部极点除原点外,都在 平面的左半部 开環传函: 与方框图中的 不同! 式中: 称为阶跃误差系数或位置误差系数 显然有: 为保证系统系统在阶跃输入作用下,没有误差系统的 位置误差系数应为无穷大,相应的系统至少要是Ⅰ型系统 Ⅰ型系统可称为一阶无差度系统。 1. 阶跃输入下的稳态误差及静态位置误差系数 显嘫有: 为保证系统的速度误差为零相应的系统至少要是 Ⅱ型系统。 Ⅱ型系统可称为二阶无差度系统 2. 斜坡输入下的稳态误差及静态速度誤差系数 式中: 称为斜坡误差系数

设复合控制系统如图6-37所示若要求闭环回路处于过阻尼状态,且在单位斜坡输入作用下的稳态误差为零试确定K值及前馈补偿装置Gc(s)。

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