ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt

ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt

ID:52267206

大小:1.03 MB

页数:30页

时间:2020-04-03

ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt_第1页
ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt_第2页
ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt_第3页
ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt_第4页
ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt_第5页
资源描述:

《ghx第三章控制系统的稳定性及特性.ppt》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、上节回顾什么是结构图?方块图+传递函数=结构图结构图等效变换输入量、输出量之间的关系保持不变(信号守恒)。串联并联信号流图上节回顾Pk—从输入节点与输出节点的第k条前向通道的传输;—信号流图的特征式。k—在中除去所有与第k条前向通路相接触的回路增益项后剩下的余因子。—对输入节点与输出节点间所有可能的k条通路求和。开环传递函数典型的反馈控制系统如图3-1所示。闭环传递函数闭环传递函数参考输入和干扰输入同时作用下系统的总输出:偏差传递函数1)参考输入R(s)作用下的偏差传递函数2)干扰输入D(s)作用下的偏差传递函数3)总偏差偏差传递函数★

2、闭环系统的特征方程★闭环传递函数各表达式的公共分母多项式均为:特征多项式方程:若考虑多项式有理分式形式NL和DL的最高阶项系数为1。Kg:根轨迹增益。第三章控制系统的稳定性及特性华南理工大学自动化科学与工程学院控制系统的结构及其传递函数闭环系统的稳定性反馈控制系统的特性复杂反馈控制系统的基本结构及其特性利用MATLAB分析系统的稳定性及特性反馈控制系统本章知识体系自动控制系统的三个基本要求蒸汽机转速会忽高忽低,即系统会发生振荡(不稳定)如何定义系统的稳定性?如何判定系统的稳定?为什么要分析闭环系统的稳定性?蒸汽源蒸汽机(对象)负荷离心式调速器

3、(调节器)进汽阀转速测量稳定性的定义在零初始条件下,若一个闭环系统在任意有界输入(参考输入或干扰输入)的作用下,其输出响应也有界。数学上:输入:r(t),

4、r(t)

5、N(t0);输出:y(t),什么是系统的稳定性?一般概念:假设某一有界外部干扰输入瞬间作用于一个处于平衡状态的系统,并且导致其偏离平衡状态。若在瞬间干扰消失后,系统最终能够回到原来的平衡状态,则称该系统是稳定的,否则,称该系统是不稳定的。什么样的系统是稳定的?其中,单实极点个数n1,共轭极点对(n-n1)/2即:t∞时,

6、g(t)

7、®0。闭环传递函数的一般形式为:共轭极点对

8、从g(t)分析系统稳定闭环传递函数零极点之间的关系情况1:对T(s)的单实数极点-p,情况2:对T(s)的k重极点-p,g(t)的表达式:从g(t)分析系统稳定闭环传递函数零极点之间的关系情况3:对于T(s)的共轭复数极点,均为实数从g(t)分析系统稳定闭环传递函数零极点之间的关系从g(t)分析系统稳定闭环传递函数零极点之间的关系g(t)存在上界(系统稳定)的充分必要条件:系统的闭环传递函数极点均具有负实部(左半平面)有没有简单的稳定性判断方法?如何判定系统的稳定性?直接求解出系统的闭环特征根?根据劳斯判据通过特征方程的系数判定根的分布劳斯判

9、据闭环系统的特征根由闭环特征方程的系数决定。闭环传递函数各表达式的公共分母多项式均为:劳斯判据判断闭环系统的稳定性1.稳定性的必要条件多项式的系数就是这些正数的乘积组成的,必为正数即方程Δ(s)=0的所有系数均为正,al>0。劳斯判据判断闭环系统的稳定性2.劳斯表说明:任意正数乘或除表中某一行不会影响其下面导出行的符号劳斯判据判断闭环系统的稳定性3.劳斯判据特征方程(s)=0具有正实部根的数目与劳斯表第1列中符号变化的次数相同。4.利用劳斯判据判断系统的稳定性各项系数是否都大于0;列写劳斯表;若劳斯表第一列元素符号不改变,则系统稳定;若劳斯

10、表第一列元素出现符号改变,则系统不稳定;第一列元素符号改变次数=实部为正的闭环极点个数;(1)稳定的充要条件:a0>0劳斯判据判断闭环系统的稳定性(2)稳定的充要条件:ai>0例3-1一、二阶系统:所有系数大于0三阶系统:所有系数大于0中间两项乘积>两边两项乘积劳斯判据判断闭环系统的稳定性例3-2:第1列中符号改变了2次,根据劳斯判据该特征方程有2个根在右半s平面,所以系统是不稳定的.劳斯判据判断闭环系统的稳定性例3-3:考虑单位负反馈系统稳定的K的范围解:闭环系统的特征方程为根据劳斯判据得使系统稳定的充要条件是劳斯表为:5.劳斯表的特殊情况

11、情况1首列出现零元素,但其所在行其余各元素不全为零。处理方法:用一个很小的正数ε代替首列中的零元素来参与劳斯表的计算,在构成劳斯表后,再令ε®0进行判定。根为:-1.9571,0.0686±j1.2736和-0.0901±j0.5532。情况2整行均为零。原因:特征多项式出现对称于原点的特征根,如(s-s)(s+s)或者(s-jw)(s+jw);或者(s-s+jw)(s-s-jw)和(s+s+jw)(s+s-jw)。处理方法:用全零行的前一行构造一个辅助多项式,对辅助多项式求导,所得多项式的系数代替原来的全零行,继续完成劳斯表。稳定性判定:完

12、成的劳斯表中第1列元素全部为正,特征方程在s平面的右半平面没有根。劳斯判据判断闭环系统的稳定性例3-6稳定性判定:劳斯表首列有2次符号变化,所以有2个特征根位于s平

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。