控制工程第05章_誤差分析

1、第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析5.1 誤差的基本概念誤差的基本概念5.2 穩(wěn)態(tài)誤差系

2、數(shù)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)5.3 動態(tài)誤差系數(shù)動態(tài)誤差系數(shù)5.4 擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差5.5 提高穩(wěn)態(tài)精度的措施提高穩(wěn)態(tài)精度的措施偏差與誤偏差與誤差差例1課堂練習1 例2課堂練習2第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院偏差與誤差偏差與誤差偏差誤差) s (H) s (C) s (R) s (B) s (R) s (E) s (C) s (C) s ( Er) s (H/ ) s

3、(R) s (Cr) s (C) s (H/ ) s (R) s (H/ ) s (E) s (C) s (H/ ) s (R) s ( E) s (H/ ) s (E) s ( E第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院誤差:輸入信號作用下的系統(tǒng)響應sNssseee穩(wěn)態(tài)誤差：瞬態(tài)過程結束后誤差e(t)的穩(wěn)態(tài)分量控制信號作用下擾動作用下5.1 誤差的基本概念誤差的基本概念第五章第五章 控制

4、系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院) s (R) s (H) s (G11slim) s (sElim) t ( elime0s0stss系統(tǒng)在控制信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差系統(tǒng)在控制信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差：瞬態(tài)過程結束后誤差e(t)的穩(wěn)態(tài)分量) s (H) s (G11) s (R) s (E) s (e) s (R) s (H) s (G11) s (E第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤

5、差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院系統(tǒng)在擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差系統(tǒng)在擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差) s (H) s (G) s (G1) s (H) s (G) s (N) s (E212) s (N) s (H) s (G) s (G1) s (H) s (G) s (E212) s (N) s (H) s (G) s (G1) s (H) s (Gsiml) s (sEimle2120s0ssN穩(wěn)態(tài)誤差：瞬態(tài)過程結束后誤差e(t)的

6、穩(wěn)態(tài)分量第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院) s (R20) 1s04. 0)(1s5 . 0() 1s04. 0)(1s5 . 0(slim) s (R) s (H) s (G11slime0s0sss211s120) 1s04. 0)(1s5 . 0() 1s04. 0)(1s5 . 0(slime0ssss1) s (R2s1) s (R20ssss120) 1s04. 0)(

7、1s5 . 0() 1s04. 0)(1s5 . 0(slime2)s (E)s (H)s (E)s ( E2eesssss1) s (R4212eessss2s1) s (R2eessss例例1第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院tsin) t ( r1TsTsTs111) s (e22s) s (R22esT1ss) s (R) s () s (E0sT1ssslim) s (sE

8、lim) t ( elim220s0st.tsinTtcosT) t (e:Q22?sE(s)的極點不全部分布在S平面的左半部終值定理例例2第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院磁盤驅動器需用電機來驅動讀/寫磁頭,以使磁頭在旋轉的磁盤上對磁道進行準確定位.如檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)的增益為1，電機和磁頭的組合可以表示為: ，其中 =0.001s；)1s(sK)s(G20032003年碩士入學試

9、題年碩士入學試題( (另：另：MCS,9ed,p207)MCS,9ed,p207)第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院(a)試說明工作原理；(b)試計算當預期輸入為單位階躍信號時,磁頭位置的穩(wěn)態(tài)誤差；(c)選擇K,使磁頭在斜坡輸入10cm/s時,保持其穩(wěn)態(tài)位置誤差小于0.1cm。 答案: ess=0; K=100第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎

10、 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院定義定義系統(tǒng)結構對穩(wěn)態(tài)誤差的影響系統(tǒng)結構對穩(wěn)態(tài)誤差的影響B(tài)ode圖上的穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)圖上的穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)位置、速度、加速度系統(tǒng)在控制信號作用下5.2 穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院a20s

11、30sssK1) s (H) s (Gslim1s1) s (H) s (G11slimev0s20sssK1) s (H) s (sGlim1s1) s (H) s (G11slimep0sssK11)0(H)0(G11s1) s (H) s (G11slime穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)) s (R) s (H) s (G11slim) t ( elime0stsss1) s (R2s1) s (R單位階躍輸入單位斜坡輸入單位拋物線輸入3s1) s (R穩(wěn)態(tài)位置誤差系數(shù)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)穩(wěn)態(tài)加速度誤差系數(shù)第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)Sc

12、hool of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院1) s (Glim),s (GsK) 1sT(s) 1s(K) s (H) s (G00s0n1iim1ii)()()(11lim0sRsHsGsesss= 00型系統(tǒng)= 1I型系統(tǒng)= 2II型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)和穩(wěn)態(tài)誤差系統(tǒng)結構對穩(wěn)態(tài)誤差的影響系統(tǒng)結構對穩(wěn)態(tài)誤差的影響第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineerin

13、g, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差有差系統(tǒng)K) s (KGlim) s (H) s (GlimK00s0spK11K11epssp0) s (sKGlim) s (H) s (GslimK00s0svvssvK1e0) s (KGslim) s (H) s (GslimK020s20saassaK1e) s (KG) s (GsK) s (H) s (G00( = 0 )第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power

14、 Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院I型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差) s (GsK) s (GsK) s (H) s (G00) s (H) s (GlimK0sp0K11epsspK) s (H) s (sGlimK0svK1K1evssv0) s (H) s (GslimK20saassaK1e ( = 1 )一階有差系統(tǒng)第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動

15、力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院II型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差二階有差系統(tǒng) ( = 2 ) s (H) s (GlimK0sp0K11epssp) s (H) s (sGlimK0sv0K1evssvK) s (H) s (GslimK20saK1K1eassa) s (GsK) s (GsK) s (H) s (G020第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)和

16、穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)和穩(wěn)態(tài)誤差系統(tǒng)在控制信號作用下減小和消除穩(wěn)態(tài)誤差方法提高系統(tǒng)的開環(huán)增益增加開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院注意:(1) 盡管將階躍輸入、速度輸入及加速度輸入下系統(tǒng)的誤差分別稱之為位置誤差、速度誤差和加速度誤差，但對速度誤差、加速度誤差而言并不是指輸出與輸入的速度、加速度不同，而是指輸出與輸入之間存在一確定的穩(wěn)態(tài)位置偏差穩(wěn)態(tài)位置偏

17、差。(2) 如果輸入量非單位量時，其穩(wěn)態(tài)誤差按比例增加。例1、例2(3) 系統(tǒng)在多個信號共同作用下總的穩(wěn)態(tài)誤差等于多個信號單獨作用下的穩(wěn)態(tài)誤差之和。例3第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院04. 0246001K1emaxvss例：I型單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)增益K = 600s-1,系統(tǒng)最大跟蹤速度max= 24/s，求系統(tǒng) 在最大跟蹤速度下的穩(wěn)態(tài)誤差。vssK1eKKv解：單位速度輸入下

18、的穩(wěn)態(tài)誤差I型系統(tǒng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院例：閥控油缸伺服工作臺要求定位精度為0.05cm,該工作臺最大移動速度vmax =10cm/s，若系統(tǒng)為I型，試求系統(tǒng)開環(huán)增益。單位速度輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差為系統(tǒng)的開環(huán)增益1200005. 011seKKssvs005. 01005. 0ess第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (

19、I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院系統(tǒng)首先必須是穩(wěn)定的；K系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)；從輸入端定義的穩(wěn)定誤差。第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院 0型系統(tǒng)p0KK)j (H)j (GlimBode圖上的穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)圖上的穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤

20、差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院 I型系統(tǒng)（穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)）1vvKlg20|j/K|lg20vKdB0|j/K|lg20| )j (H)j (G|lg20v第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院

21、II型系統(tǒng)（穩(wěn)態(tài)加速度誤差系數(shù)）1a2aKlg20|)j/(K|lg20aKdB0|)j/(K|lg20| )j (H)j (G|lg202a第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院引例定義定義長除法求長除法求取取一般公式一般公式誤差性能指誤差性能指標標5.3 動態(tài)誤差系數(shù)動態(tài)誤差系數(shù)第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of

22、 Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院) 1s ( s10) s (H) s (G11) s (H) s (GlimK110s1p10) s (H) s (sGlimK110s1v0) s (H) s (GslimK1120s1a) 1s5( s10) s (H) s (G22) s (H) s (GlimK220s2p10) s (H) s (sGlimK220s2v0) s (H) s (GslimK2220s2a引例第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論

23、基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院) t ( rk1) t ( rk1) t ( rk1) t ( r )0(! 21) t ( r )0() t ( r )0() t ( elime210 eeetss) s (H) s (G11) s (R) s (E) s (e在s=0的鄰域展開泰勒級數(shù)2 eeees )0(! 21s )0()0() s () s (Rs )0(! 21) s (sR)0() s (R)0() s (R) s () s (E2

24、eeee在s=0的鄰域t的鄰域動態(tài)位置誤差系數(shù)動態(tài)位置誤差系數(shù)動態(tài)速度誤差系數(shù)動態(tài)速度誤差系數(shù)動態(tài)加速度誤差系數(shù)動態(tài)加速度誤差系數(shù)動態(tài)誤差系數(shù)的定義動態(tài)誤差系數(shù)的定義第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院)( 1)( 1)(1210trktrktrkess2210esk1sk1k1) s (動態(tài)誤差系數(shù)的長除法求取動態(tài)誤差系數(shù)的長除法求取第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析

25、控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院引例vnvn221mm221vsasasa1sbsbsb1sK) s (H) s (G)sbsbsb1 (K)sasasa1 (s)sasasa1 (s) s (H) s (G11) s (mm221vnvn221vvnvn221ve0型系統(tǒng)I型系統(tǒng)II型系統(tǒng)K1k0K)ba ()K1 (k112113211131112222)K1 (K)ab(a)K1 (K)ab(a)K1 (bak0kKk11K

26、)ba (Kk22220k1kKk2動態(tài)誤差系數(shù)的一般公式動態(tài)誤差系數(shù)的一般公式第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院I型系統(tǒng)) 1s ( s10) s (H) s (G11) 1s5( s10) s (H) s (G220bba1a10K21210bba5a10K21211 .111K)ba (Kk10Kkk11321004. 21K)ba (Kk10Kkk113210,t 3t25)

27、 t ( r2, t62) t ( r6) t ( rt 6 . 074. 0) t ( rk1) t ( rk1) t ( rk1e210sst6 . 014. 3) t ( rk1) t ( rk1) t ( rk1e210ss第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院02)( dtteJ02)( dttteJ0| )(|dtteJ0| )(|dttetJISE （平方誤差積分）ITSE

28、 （時間乘平方誤差的積分）IAE （絕對誤差積分）ITAE （時間乘絕對誤差的積分）誤差性能指標誤差性能指標第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院) s (N) s (H) s (G) s (G1) s (H) s (Gsiml) s (sEimle2120s0ssNk111s) s (GK) s (G1) s (Glim10sl222s) s (GK) s (G1) s (Glim20

29、slkv) s ( HK) s (Hh1) s ( Hlim0s) s (NKKKssKKslim) s (Ns) s ( HG) s (GKKK1s) s ( H) s (GKKsimleh21vkh20slk21h21l2h20ssN5.4 擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院例: 第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基

30、礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院0型系統(tǒng)擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差型系統(tǒng)擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差) s (NKKK1KKslim) s (NKKKssKKslimeh21h2h21vkh20ssN(v=k=l=0)s1) s (N2s1) s (N3s1) s (Nh21h2sNpKKK1KKesNvesNae1KKKh211sNpK1e第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mec

31、hanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院1）只有三種值：0、常數(shù)（1/K1）、；2）擾動作用引起的常數(shù)穩(wěn)態(tài)誤差只與增益K1有關。) s (N) s (H) s (G) s (G1) s (H) s (Gsimle2120ssN第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院3）增加調節(jié)部分傳遞函數(shù)G1(s

32、)中積分環(huán)節(jié)數(shù)k完全消除擾動作用引起的穩(wěn)態(tài)誤差。第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院比例積分環(huán)節(jié)提高穩(wěn)態(tài)精度比例積分環(huán)節(jié)提高穩(wěn)態(tài)精度閉環(huán)回路提高穩(wěn)態(tài)精度閉環(huán)回路提高穩(wěn)態(tài)精度輸入量補償?shù)膹秃峡刂戚斎肓垦a償?shù)膹秃峡刂聘蓴_量補償?shù)膹秃峡刂聘蓴_量補償?shù)膹秃峡刂?.5 提高穩(wěn)態(tài)精度的措施提高穩(wěn)態(tài)精度的措施第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)Sc

33、hool of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院控制器G1(s)的放大系數(shù)攏動誤差阻尼振蕩G1(s)G2(s)E(s)N(s)C(s)-+R(s)11K) s (G) 1sT( sK) s (G222求在單位階躍擾動作用下的擾動誤差essn121220s221220s2120sssnK1KK) 1sT( sKlim) 1sT( sKK1s1) 1sT( sKslim) s (G) s (G1) s (N) s (sGlime比例積分環(huán)節(jié)提高穩(wěn)態(tài)精度比例積分環(huán)節(jié)提高穩(wěn)態(tài)精度第五章第五章 控

34、制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院G1(s)G2(s)E(s)N(s)C(s)-+R(s)sT11 (K) s (G111) 1sT( sK) s (G222求在單位階躍擾動作用下的擾動誤差essn。0) 1sT(KK) 1sT(sTsTKlim) 1sT( sKsT) 1sT(K1s1) 1sT( sKslim) s (G) s (G1) s (N) s (sGlime121221120s2211

35、1220s2120sssn第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院1KKpR(s)C(s)-1TsKKpR(s)C(s)1TsKKc1KKc比較兩個系統(tǒng)，在單位階躍輸入信號下的穩(wěn)態(tài)誤差。閉環(huán)回路提高穩(wěn)態(tài)精度閉環(huán)回路提高穩(wěn)態(tài)精度第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engine

36、ering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院如果穩(wěn)態(tài)增益G0(0)隨時間消逝而偏離1，穩(wěn)態(tài)誤差不再等于0須重新調整系統(tǒng)。! !1KKcR(s)C(s)1TsKKc1TsKK11TsKK) s (Gc0) s (R)s (G1 ) s (C) s (R) s (E0)0(G1s1)s (G1 slim) s (sElime000s0sss單位階躍輸入下設在回路的傳遞函數(shù)中有如下的變化:K=10，K=11 . 0)KK(K11)KK(K1ecss第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mech

37、anical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院R(s)C(s)-1TsKKp! !1KKp) s (R) s (G11) s (C) s (R) s (E1TsKK) s (GpKK11) 0(G11s1) s (G11slim) s (sElimep0s0sss單位階躍輸入下設在回路的傳遞函數(shù)中有如下的變化：K=10，K=1， 且： Kp=100/K009. 0)KK(K10011)0(G11ess第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of M

38、echanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院) s (G) s (G1) s (G)s (Gc) s (G) s (R) s (C) s (2121) s (R) s (G) s ( 1G1) s (G) s (Gc1) s (R)s (1 ) s (C) s (R) s (E22) s (G1) s (Gc20)(sE若位置隨動系統(tǒng)：雷達跟蹤系統(tǒng)、 船舵操縱系統(tǒng)。 G1(s)G2(s)E(s)C(s)-+R(s)Gc(s)輸入量補償?shù)膹秃峡刂戚斎肓垦a償?shù)膹秃峡刂频谖逭碌谖逭?控制系統(tǒng)的誤差分析控制系

39、統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院G1(s)G2(s)C(s)-+R(s)Gc(s)N(s)-E(s) s (G) s (G1) s (G)s (Gc) s (G1 ) s (N) s (C2121) s (N) s (G) s (G1) s (G)s (Gc) s (G1 ) s (C2121若0) s (C) s (G1) s (Gc1系統(tǒng)在干擾信號作用下(鍋爐液位控制系統(tǒng))干擾量補償?shù)膹秃峡刂聘蓴_量補償?shù)膹秃峡刂?前饋前饋/順饋順饋)第五章第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析控制系統(tǒng)的誤差分析控制理論基礎控制理論基礎 (I)(I)School of Mechanical & Power Engineering, SJTU上海交通大學機械與動力工程學院上海交通大學機械與動力工程學院G1(s)G2(s)C(s)-+R(s)Gc(s)N(s)-E(s)1sTK) s (G11