清华大学PPT自动控制系统及应用第8章ppt课件.ppt

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1、第8章自动控制系统的稳态性能分析（时间：2次课，4学时）第8章自动控制系统的稳态性能分析自动控制系统的输出量一般都包含着两个分量：一个是暂态分量，另一个是稳态分量。暂态分量反映控制系统的动态性能。对于稳定的系统，暂态分量随着时间的推移，将逐渐减小并最终趋于零。稳态分量反映控制系统跟踪给定量和抑制扰动量的能力和准确度。对于稳定的系统来说，稳态性能的优劣一般是以稳态误差的大小来度量。由于稳态误差始终存在于系统工作过程之中，因此在设计控制系统时，除了首先要保证系统能稳定运行外，其次就是要求系统的稳态误差小于规定的容许值。本章着重建立有关稳态误差的概念，介绍稳

2、态误差的分析和计算方法，并将讨论减小稳态误差的途径。第8章自动控制系统的稳态性能分析8.1系统稳态误差的概念8.2与输入信号有关的稳态误差8.3扰动作用下的稳态误差8.4系统稳态性能分析举例8.1系统稳态误差的概念8.1.1系统的误差与偏差8.1.2误差的一般计算8.1.3系统的稳态误差和稳态偏差8.1系统稳态误差的概念为建立稳态误差的概念，需要对控制系统的误差给出确切的定义，同时要明确系统的误差和偏差的区别以及它们的联系。8.1.1系统的误差与偏差8.1.1系统的误差与偏差图8.1E(s)与ε(s)关系框图8.1.1系统的误差与偏差8.1.2误差的一

3、般计算8.1.2误差的一般计算8.1.2误差的一般计算8.1.2误差的一般计算8.1.3系统的稳态误差和稳态偏差8.2与输入信号有关的稳态误差8.2.1跟踪稳态误差essr8.2.2与系统结构参数的关系8.2.3与之间的系统8.2.4由系统开环对数频率特性分析系统的稳态性能8.2与输入信号有关的稳态误差8.2.1跟踪稳态误差essr8.2.1跟踪稳态误差essr8.2.2与系统结构参数的关系8.2.2与系统结构参数的关系8.2.2与系统结构参数的关系8.2.3与之间的系统8.2.3与之间的系统8.2.3与之间的系统式(8.20)表明，在抛物线信号输入下

4、，系统消除跟随稳态误差的条件是，即开环传递函数中至少应有三个积分环节。由以上分析可看出，同一种输入信号，对于结构不同的系统产生的稳态误差不同。系统型别愈高，误差愈小，即跟踪输入信号的无差能力愈强。所以系统的型别反映了系统无差的度量，故又称无差度。系统的型别从系统本身结构的特征上，反映了系统跟踪输入信号的稳态精度。另一方面，型别相同的系统输入不同信号所引起的稳态误差不同，即同一系统对不同信号的跟踪能力不同，从另一角度反映了系统消除稳态误差的能力。将三种典型输入下的跟随稳态误差与系统型别之间有规律的关系，综合在表8.1中，可由此根据具体的输入信号的形式，从

5、精度要求方面正确选择系统型别。8.2.3与之间的系统8.2.3与之间的系统8.2.4由系统开环对数频率特性分析系统的稳态性能8.2.4由系统开环对数频率特性分析系统的稳态性能8.3扰动作用下的稳态误差8.3.1扰动稳态误差的求取8.3.2扰动稳态误差与系统结构参数间的关系8.3扰动作用下的稳态误差系统除承受输入信号作用外，还经常会受到各种扰动的作用，如负载的突变、温度的变化、电源的波动等，系统在扰动作用下的稳态误差，称扰动稳态误差，它反映了系统抗干扰的能力，显然，我们希望扰动引起的稳态误差愈小愈好，理想情况误差最好为零。8.3.1扰动稳态误差的求取8.

6、3.2扰动稳态误差与系统结构参数间的关系8.3.2扰动稳态误差与系统结构参数间的关系8.3.2扰动稳态误差与系统结构参数间的关系8.3.2扰动稳态误差与系统结构参数间的关系8.4系统稳态性能分析举例8.4系统稳态性能分析举例图8.5直流调速系统框图8.4系统稳态性能分析举例8.4系统稳态性能分析举例8.4系统稳态性能分析举例8.4系统稳态性能分析举例8.4系统稳态性能分析举例8.4系统稳态性能分析举例8.5习题8.5习题图8.7题4图8.5习题8.5习题8.5习题Q&A?Thanks!