自動(dòng)控制原理 課件 討論3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析

討論3：自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析下周一討論內(nèi)容：第5、6組主持

第五組：（1）自主問(wèn)題至少2個(gè)（2）討論P(yáng)、I、D三個(gè)典型環(huán)節(jié)的意義和作用（分別畫(huà)出單位階躍響應(yīng)曲線進(jìn)行分析說(shuō)明）（3）以RLC電路為例，分析其在各種組尼狀態(tài)下參數(shù)的特點(diǎn)及意義。

第六組：（1）自主問(wèn)題至少2個(gè)（2）教材習(xí)題3-12，3-13進(jìn)行解答（3）總結(jié)時(shí)域分析法的基本思基本方法和學(xué)習(xí)要點(diǎn)【例1】試討論P(yáng)、I、D三種典型環(huán)節(jié)的意義及作用。解：（1）比例環(huán)節(jié)（P調(diào)節(jié)器）數(shù)學(xué)模型：在系統(tǒng)中主要起控制作用，比例系數(shù)K的大小表示控制作用的強(qiáng)弱。K越大，控制作用越強(qiáng)。常用的有：各種比例運(yùn)算放大器。（2）積分環(huán)節(jié)（I調(diào)節(jié))數(shù)學(xué)模型：（T為積分時(shí)間常數(shù)）具有記憶功能，用來(lái)提高控制精度，改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能。（3）微分環(huán)節(jié)（D調(diào)節(jié)器）數(shù)學(xué)模型：（τ為微分時(shí)間常數(shù)）具有超前控制功能，用來(lái)改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)快速性和平穩(wěn)性。三種典型環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)及作用【例2】求三種典型電路的傳遞函數(shù)，并分析其作用。結(jié)論：三種典型環(huán)節(jié)組成的控制器通常有：PI、PD、PID三種，分別用于不同場(chǎng)合。如恒值系統(tǒng)，多用PI控制器，以提高控制精度；隨動(dòng)系統(tǒng)多用PD控制器，以提高跟隨速度；對(duì)于性能要求較高的控制系統(tǒng)，則用PID控制器，以提高系統(tǒng)的綜合性能?！纠?】位置隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖，要求：（1）分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系；（2）若已知K0=K01K02=16s-1，T0=0.25s，求系統(tǒng)的σ%和ts；（3）若使σ%=10%，并保持T0=0.25s不變，K0應(yīng)取何值？R(s)C(s)解：（1）系統(tǒng)由比例（K0=K01K02）、慣性、積分3個(gè)環(huán)節(jié)組成。系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：與二階系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)比較得：由此關(guān)系可知：開(kāi)環(huán)增益K0越大，慣性時(shí)間常數(shù)T0越小，系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T越小，動(dòng)態(tài)快速性越好；但開(kāi)環(huán)增益K0和慣性時(shí)間常數(shù)T0增大，系統(tǒng)阻尼比ζ將減小，超調(diào)量σ%增大，動(dòng)態(tài)平穩(wěn)性將變差。實(shí)際上，一般T0是固定參數(shù)，而K0是各環(huán)節(jié)總的傳遞增益，是可以調(diào)整的。在T0給定的情況下，可以通過(guò)調(diào)整K0滿足一定的動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求。（2）（3）結(jié)論：比較（2）和（3）結(jié)果可知，K0的減小，可使σ%減小，平穩(wěn)性改善；但ts只由T0決定，快速性不變。