自動(dòng)控制原理 課件 6.5 復(fù)合校正_第1頁(yè)
自動(dòng)控制原理 課件 6.5 復(fù)合校正_第2頁(yè)
自動(dòng)控制原理 課件 6.5 復(fù)合校正_第3頁(yè)
自動(dòng)控制原理 課件 6.5 復(fù)合校正_第4頁(yè)
自動(dòng)控制原理 課件 6.5 復(fù)合校正_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩12頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

6.5復(fù)合校正串聯(lián)校正和反饋校正是控制系統(tǒng)工程中兩種常用的校正方法,在一定程度上可以使已校正系統(tǒng)滿足性能指標(biāo)要求。然而當(dāng)控制系統(tǒng)存在低頻強(qiáng)擾動(dòng),或系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度和響應(yīng)速度要求較高時(shí),一般的校正方法難以滿足要求,此時(shí)可以考慮采用把前饋(順饋)控制和反饋控制有機(jī)結(jié)合的校正方法,即復(fù)合校正。通常復(fù)合校正分為按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正和按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正兩種校正方式。6.5.1按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正為了減小或消除系統(tǒng)在典型輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差,可以增加開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)或提高系統(tǒng)的開環(huán)增益,但是這兩種方法都會(huì)降低系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性,甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定??梢娤到y(tǒng)在動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)之間存在矛盾。為了解決這一問題,可以采用按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正。按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)如圖6-5-1所示。其中Gc(s)為前饋補(bǔ)償裝置,其作用是通過適當(dāng)選擇Gc(s),對(duì)輸入信號(hào)R(s)作用下的誤差E(s)進(jìn)行全補(bǔ)償或者部分補(bǔ)償,以提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度。所謂全補(bǔ)償,是指輸入信號(hào)r(t)為任意函數(shù)的情況下,通過前饋補(bǔ)償,使誤差E(s)=0。由圖6-5-1可得系統(tǒng)的誤差為

要使誤差E(s)=0,則應(yīng)滿足

式(6-5-1)稱為誤差全補(bǔ)償條件。(6-5-1)所謂部分補(bǔ)償,是指輸入信號(hào)r(t)為某種典型信號(hào)時(shí),通過前饋補(bǔ)償,使穩(wěn)態(tài)誤差。即不增加開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)或不改變開環(huán)增益,通過設(shè)計(jì)Gc(s),使系統(tǒng)等效為要求的型別。設(shè)系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為

則系統(tǒng)的誤差為

(6-5-2)假設(shè)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定,如果系統(tǒng)在階躍輸入信號(hào)下,使,則由式(6-5-2)可得系統(tǒng)等價(jià)為Ⅰ型系統(tǒng)的條件為a0=b0;若系統(tǒng)在斜坡輸入信號(hào)下使,則系統(tǒng)等價(jià)為Ⅱ型系統(tǒng)的條件為a0=b0且a1=b1

;若系統(tǒng)在加速度輸入信號(hào)下實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差,則系統(tǒng)等價(jià)為Ⅲ型系統(tǒng)的條件為a0=b0、a1=b1和a2=b2,以此類推。綜上所述,系統(tǒng)對(duì)給定輸入r(t)=tv-1作用下穩(wěn)態(tài)誤差為零的條件為Ф(s)中的分子和分母后v項(xiàng)構(gòu)成的多項(xiàng)式恒等,即

例6-12某復(fù)合控制系統(tǒng)如圖6-5-2所示。試選擇前饋校正方案及其參數(shù),使系統(tǒng)等效成為Ⅱ型或Ⅲ型系統(tǒng)。解:系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為

系統(tǒng)誤差為

根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)型別的關(guān)系可知,校正前系統(tǒng)為Ⅰ型,當(dāng)輸入為R(s)=1/s2,若使系統(tǒng)成為Ⅱ型,則給定穩(wěn)態(tài)誤差為零。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為

要使ess=0,則前饋校正裝置。若使系統(tǒng)成為Ⅲ型,則當(dāng)輸入為R(s)=1/s3時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為

要使ess=0,則前饋校正裝置??梢?,按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正方式,可以增大系統(tǒng)的型別,消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高系統(tǒng)的控制精度。待校正系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

與校正后系統(tǒng)特征方程相同,均為

由此可見,引入校正裝置Gc(s)不影響閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種提高穩(wěn)態(tài)性能而不影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的校正方式,解決了串聯(lián)校正使用時(shí)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)之間的矛盾??刂葡到y(tǒng)中存在的低頻強(qiáng)擾動(dòng),其頻率與給定輸入信號(hào)的頻率接近,若系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)跟蹤快,則對(duì)擾動(dòng)的抑制能力就差,反之若對(duì)擾動(dòng)不敏感,則跟蹤輸入信號(hào)的能力就差,也就是說,系統(tǒng)在抗擾能力和跟蹤能力之間存在矛盾。6.5.2按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)如圖6-5-3所示。通過適當(dāng)選擇前饋補(bǔ)償裝置Gc(s),使低頻擾動(dòng)信號(hào)N(s)對(duì)輸出C(s)的影響全部被消除,即由擾動(dòng)引起的誤差得到全補(bǔ)償,亦即在擾動(dòng)信號(hào)N(s)作用下,控制系統(tǒng)的輸出C(s)=0。由圖6-5-3可得系統(tǒng)在擾動(dòng)信號(hào)作用下的輸出為

若要C(s)=0,則應(yīng)使式(6-5-3)稱為對(duì)擾動(dòng)的全補(bǔ)償條件。(6-5-3)想要實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)的全補(bǔ)償,要求擾動(dòng)信號(hào)n(t)是可測(cè)量的,且Gc(s)在物理上是可實(shí)現(xiàn)的。由式(6-5-3)可知,Gc(s)是G1(s)的倒數(shù),由于G1(s)的分母階次一般高于分子階次,所以Gc(s)往往不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。因此,在按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),多采用近似補(bǔ)償(在一定頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)全補(bǔ)償)或者穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償(當(dāng)擾動(dòng)信號(hào)為階躍信號(hào)時(shí),引起的穩(wěn)態(tài)誤差為零)。另外,由于擾動(dòng)補(bǔ)償相當(dāng)于開環(huán)控制,所以校正裝置Gc(s)必須要有較高的參數(shù)穩(wěn)定性。例6-13某復(fù)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6-5-4所示,試確定對(duì)擾動(dòng)的全補(bǔ)償條件。解:在擾動(dòng)信號(hào)N(s)作用下,

若要系統(tǒng)的輸出不受擾動(dòng)信號(hào)N(s)的影響,則令C(s)=0,即可得全補(bǔ)償條件為可以采用一個(gè)PD控制器來實(shí)現(xiàn),但是實(shí)際上往往很難精確實(shí)現(xiàn)。若采用近似補(bǔ)償,可取校正裝置

則Gc(s)在物理上能夠?qū)崿F(xiàn),且達(dá)到近似補(bǔ)償要求,即在擾動(dòng)信號(hào)作用的主要頻段內(nèi)進(jìn)行了全補(bǔ)償。若采用穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償,當(dāng)輸入為N(s

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論