《2017qt稳快准(5)第三章控制系统性能改进3.5复杂结构(加习题)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017qt稳快准(5)第三章控制系统性能改进3.5复杂结构(加习题)（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、开环控制器与闭环控制器对比,对外部干扰的抑制,1开环控制系统,存在扰动时，无论怎样设计， 开环误差不为0,2闭环控制系统,复杂反馈控制系统,内环反馈校正 ：内环反馈上校正,通过设计Gh(s)，可改进系统的动态品质，达到削弱对象模型Gp(s)不确定影响的目的。,串级控制： 两只调节器 串联起来工作， 其中一个调节器 的输出作为另一个调节器的给定值的系统。,复杂反馈控制系统,3.5 复杂反馈控制系统的基本结构及其特性,前馈-反馈控制：,开环控制全静差补偿,按参考输入实现补偿,按扰动实现补偿,4.4.5二阶系统的性能改善,1.利用系统结构参数与特征参数之间关系来改善性能,二阶系统的特征参数 n,开环
2、时间常数增大 闭环时间常数T变大 阻尼比减小（不变）开环放大系数增大 闭环时间常数T变大 阻尼比减小,4.4.5 二阶系统的性能改善,当01时（欠阻尼，单位阶跃响应）开环放大系数K1或K1K2 % ，Nd 和Ns ，振荡加剧，系统稳定性下降 ； n，调节时间的改变要看和n之间关系。 2）时间常数T1或T1T2 % ，Nd 和Ns ，振荡加剧，系统稳定性下降 ； n ， 和n ，使 ts ；,开环时间常数增大闭环时间常数T变大自然震荡角频率变小阻尼比减小 开环放大系数增大闭环时间常数T变小自然震荡角频率变大阻尼比减小,4.4.5 二阶系统的性能改善,例4-1 随动系统 ，K=16，T=0.25，
3、(1)求系统的n；(2) ，%，nd和ts，(3) 若=0.5，求K，计算%，nd和ts。,4.4.5 二阶系统的性能改善,说明：超调量下降，而衰减比大幅度增加，说明振荡明显减弱，但调节时间不变，系统的瞬态响应性能得到改善。,4.4.5 二阶系统的性能改善,2.利用速度反馈来改善性能,速度反馈控制可通过改变速度反馈参数d来调整阻尼系数，为改善系统的性能提供了另一个手段。,4.4.5 二阶系统的性能改善,例4-2：在例4-1的系统中 加入速度反馈，要求阻尼 系数=0.5，且不改变结 构参数K和T，确定d， 求上例中的各项指标.,加入速度反馈后，超调量下降，衰减比增加，同时调节时间被进一步缩短，系
4、统的瞬态响应性能得到较大改善。,4.4.6 具有零点的二阶系统分析,零点：会带来什么改变？,以时间响应较快的欠阻尼系统，01为例,4.4.6 具有零点的二阶系统分析,4.4.6 具有零点的二阶系统分析,例4-3,利用MATLAB仿真，得到图4-18；当5时，零点对响应超调量的影响可以忽略。,4.4.6 具有零点的二阶系统分析,考虑在开环传递函数的基础上添加零点的影响。,与速度反馈控制一样，可以通过改变微分时间常数来完成系统阻尼系数，但此时零点和阻尼系数都发生的变化，综合考虑提高系统性能。,注意闭环传递函数的不同,4.4.6 具有零点的二阶系统分析,例4-4 ，仍考虑例4-1，加入 微分前馈控制
5、ds 的方式改善系统性能。,加入微分顺馈后，超调量略有增加，调节时间进一步缩短。,二阶系统的性能改善,2.利用速度反馈来改善性能,速度反馈控制可通过改变速度反馈参数d来调整阻尼系数，(n，即T不变)，为改善系统的性能提供了另一个手段。,具有零点的二阶系统分析,考虑在开环传递函数的基础上添加零点的影响。,零点为我们带来什么？：加快响应，增加超调 阻尼增加：振荡降低(类似速度反馈中微分改变阻尼系数) 零点和阻尼综合考虑提高系统性能。,注意，与单纯的闭环零点不同，开环零点同时增加阻尼系数,速度反馈参数d改变阻尼比,微分有两面性，要用得恰当！,开环零点 参数d同时影响和零点,4.4.7 扰动作用下的二阶系统分析,通常Dh(s)惯性很小。 参考输入作用下系统的闭环传递函数无零点， 扰动作用下系统的闭环传递函数一般却是具有零点的。,假设传感器H(s)，控制器Gc(s)和被控对象Gp(s)都没有零点。,什么含义？,控制器的惯性给扰动引入微分，快速、误差？,4.4.7 扰动作用下的二阶系统分析,考虑一个具体例子,阶跃扰动使系统稳态偏移,
