自动控制理论(7)——线性系统的稳态误差分析
系列文章目录
自动控制理论(1)——自动控制理论概述
自动控制理论(2)——控制系统的数学模型(微分方程、传递函数)
自动控制理论(3)——控制系统的数学模型(系统框图和信号流图)
自动控制理论(4)——系统的时域性能指标和一阶系统的时域分析
自动控制理论(5)——二阶系统的时域分析
自动控制理论(6)——高阶系统的时域分析及线性系统的稳定性分析
文章目录
- 系列文章目录
- 一、稳态误差的定义
- 二、系统类型
- 三、给定输入信号下的稳态误差
- 1.r(t)=A∗1(t)\ r_{(t)}=A*1(t) r(t)=A∗1(t)
- 2.r(t)=At\ r_{(t)}=At r(t)=At
- 3.r(t)=At22\ r_{(t)}=\frac{At^2}{2} r(t)=2At2
- 4.总结
- 四、扰动稳态误差
- 五、用动态误差系数法计算稳态误差
- 六、减小稳态误差的措施
一、稳态误差的定义
二、系统类型
上式表明,影响稳态误差的因素是开环增益、输入信号及开环传递函数中积分环节的数目。因此在研究稳态误差时,按系统开环传递函数中积分环节的个数分类,
三、给定输入信号下的稳态误差
1.r(t)=A∗1(t)\ r_{(t)}=A*1(t) r(t)=A∗1(t)
ess=A1+KP\ e_{ss}=\frac{A}{1+K_P} ess=1+KPA
KP=lims→0G(s)H(s)\ K_P={\lim_{s\to0}G(s)H(s)} KP=s→0limG(s)H(s)
KPK_PKP——静态位置误差系数
2.r(t)=At\ r_{(t)}=At r(t)=At
ess=AKv\ e_{ss}=\frac{A}{K_v} ess=KvA
Kv=lims→0sG(s)H(s)\ K_v={\lim_{s\to0}sG(s)H(s)} Kv=s→0limsG(s)H(s)
KvK_vKv——静态速度误差系数
3.r(t)=At22\ r_{(t)}=\frac{At^2}{2} r(t)=2At2
ess=AKa\ e_{ss}=\frac{A}{K_a} ess=KaA
Ka=lims→0s2G(s)H(s)\ K_a={\lim_{s\to0}s^2G(s)H(s)} Ka=s→0lims2G(s)H(s)
KvK_vKv——静态加速度误差系数
4.总结
四、扰动稳态误差
esne_{sn}esn只与扰动作用点之前的G1G_1G1有关
一般n(t)多为阶跃信号,故常在G1(s)中设置一
个积分环节。
五、用动态误差系数法计算稳态误差
静态误差系数法只反映误差极限值,动态误差系数法可研究任意输入信号引起的误差随时间的变化规律.
C0为动态位置误差系数; C1为动态速度误差系数;
C2为动态加速度误差系数
将ϕe(s)ϕ_e(s)ϕe(s)写成按s多项式比值形式(按s的升幂排列写),用长除法得到一个s的升幂级数。
ϕe(s)=C0+C1s+C2s2+C3s3+...ϕ_e(s)=C_0+C_1s+C_2s^2+C_3s^3+...ϕe(s)=C0+C1s+C2s2+C3s3+...
六、减小稳态误差的措施
- 增大开环增益K或增大扰动作用点之前
的前向通道增益K1。 - 增加开环积分环节个数或增加扰动作用
点之前的前向通道的积分环节个数。 - 采用复合控制。
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