自动控制原理
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
自动控制原理 误差分析
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口一种自动控制系统中稳态误差分析方法
1引言 对于一个闭环自动控制系统,常用系统误差 来衡量其控制精度,而系统的稳定误差是系统最 终要达到的控制精度指标,亦即稳定运行时系统 的品质程度。因此,对于稳态间题的分析研究是 保证系统可靠运行的重要工作之一。本文从给定 作用和扰动作用两方面介绍了稳态误差的分析方 法,可供有关人员参考。 2稳态误差分析 闭环自动控制系统的典型结构如图1所示。 了(t),即外部作用有关。由于外部扰动的作用是 随时间变化的,因而在分析和计算系统稳定误差 时,要考虑这一因素。它既无规律,也没有确定值。 若某一时刻,由给定和扰动同时作用引起误差,且 均在随机变化并可能具有非线性。为便于叠加计 算两种误差,对这两部分稳定误差分别展成台劳 级数,以使随时间变化的量在某定义域内均为线 性函数,并可按不同的幂次来确定求解的误差精 度,这样可将式(1)中的两项误差分别用台劳级 数展为 、一二。,十会半户孟豁丝+ ……十导典华、 f!dt‘ (2) 、一c0f(...&
(本文共2页)
权威出处：
一、引言自动控制系统在实际应用中 ,常会受到来自各方面的干扰信号的影响 ,有的干扰信号对系统的影响很小 ,常可以忽略不计 ;而有的干扰信号对系统的影响较大 ,在系统的输出端造成较大的误差。因此 ,有必要对干扰引起的误差进行分析计算 ,以便对系统进行合适的校正 ,使系统能够按预定的设计要求正常工作。二、误差和稳态误差的基本概念系统的误差 ,也称为系统的误差响应。它反映了系统在跟踪输入信号和抑制干扰信号整个过程的精度。系统的误差一般定义为 :误差 =被控量的希望值 -被控量的实际值图 1是对误差进行定义的方框图。图 1　误差的定义为了便于进行分析计算 ,图中信号和传递函数均用其数学模型的拉普拉斯变换式表示 (以下表示相同 )。图中 ,Ｒ(Ｓ)表示系统输入信号 ;Ｃ(Ｓ)表示系统输出信号 ;Ｇ(Ｓ)表示前向通道的传递函数 ;Ｈ(Ｓ)表示反馈通道的传递函数 ,Ｂ(Ｓ)表示反馈信号 ;Ｅ(Ｓ)和Ｅ′(Ｓ)分别表示误差信号 ;Ｃｒ(Ｓ)表示...&
(本文共3页)
权威出处：
目前，HD控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的P】D控制器产品，各大公司均开发了具有HD参数自整定功能的智能调节器(illt司陌ent州醉加or)，其中月D控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流t、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。可编程控制器(P比)是利用其闭环控制模块来实现PID控制，它也可以直接与C佣tr日Net’相连，如R以玉- weU的PLC一5等。还有可以实现PID控制功能的控制器，如瓜吐weU的玫心盆产品系列，它可以直接与伪.切dNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。随着徽机技术的发展，基于Window.的EDA软件水平不断提高，这就有可能在计算机软件和硬件投资较小的前提下，应用电路仿真技术实现控制系统的分析与设计。IM己tisi...&
(本文共3页)
权威出处：
在油田进入高含水后期开采阶段以后,油田面临着液油比急剧增长,产液量大幅度上升,地面工程难以适应,维持油田稳产的措施工作量和费用明显增大等诸多困难。为了实现油田的可持续发展,必须对各项增产措施进行优化部署,更加合理地安排油田开发工作。本论文在分析现有油田开发规划优化模型的基础上,根据油气储运、油藏工程和采油工程的基本理论和方法,结合油田开发的系统特征和已有方法在处理多目标多阶段多子系统问题上的局限性,利用系统工程方法、最优化理论和节点分析方法,建立水驱和聚驱条件下,综合考虑经济效益、成本、产量、可采储量等多目标决策模型,通过求解这种大系统优化模型,将地面服从地下、地下兼顾地面的思想模型化、定量化,从而得到油田生产的整体优化方案,按照优化方案,对目前存在“大马拉小车”等现象的地面系统、处于特高含水阶段且水驱剩余油分布不均匀的油藏系统和与之相适应的油、水井系统进行改造,对新投产的井网进行优化设计,从而大幅度降低油田开发成本,提高经济效...&
(本文共123页)
权威出处：
磨机是矿物加工工艺过程中的主要设备。近百年来,它广泛应用于水泥、冶金、矿山、建材、耐火材料、化工和火电等工业部门,随着各行各业的蓬勃发展,磨机的应用也越来越广泛。影响磨机工作效果的因素有很多,其中磨机介质充填率是磨矿回路中的一个主要参数。在磨矿工艺过程中,磨矿机主要是靠介质的作用来完成磨矿任务的,介质充填率是否合理是影响磨机生产率的首位因素。对磨机装球率进行准确检测可使磨机生产能力和能源效率得到明显提高。对于球磨机,载荷的检测通常是待磨机停下后,打开磨机筒体的人孔盖,人进入磨机测量并计算其充填系数从而获得。这些工作如果与磨机的检修计划不一致的话,那么将严重影响磨机运行的技术经济指标。在磨机工作过程中,磨机介质的补加是根据工作计划预先进行的,而这个工作计划是按已知的被磨物料的介质消耗指标来编制的。由于原料力学性质和介质质量的不稳定性,破碎介质的单位消耗在广泛的范围内也是变化着的,不可能是稳定的。因此,在较长的磨机工作时间中按原先工...&
(本文共144页)
权威出处：
自从20世纪60年代，学者们创立了滤波理论以及滤波器设计方法以来，滤波问题便一直作为自动控制与信号处理领域内的重点与难点问题，得到学者们的广泛关注。滤波理论通过构造合适的滤波器使得许多难于实现的控制方法在诸多工程领域中获得了成功的应用，如飞行器的自主导航、雷达跟踪、火控系统控制以及经济金融分析等。极大的推动了控制科学与工程的进一步发展。而伴随着现代工业领域对控制系统的成本、可靠性、可维护性的要求越来越高，以及近几十年来网络化通讯理论技术发展的日趋成熟，越来越多的控制系统均开始采用网络化通讯技术，并且取得了优良的控制效果。但与此同时，由于在网络化环境中，系统通讯能力受到信号通道带宽等诸多条件的限制，使得在网络化控制系统中出现了许多新特性，如信号的量化误差、数据传出延迟、数据随机丢包等。通过分析这些特性的产生原因，学者们发现，这些随机现象均是由于在网络化环境中，测量或者传递的信号所含部分信息丢失所致。正是这种部分信息丢失最终可能导致...&
(本文共179页)
权威出处：
扩展阅读：
CNKI手机学问
有学问，才够权威！
出版：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
互联网出版许可证 新出网证(京)字008号
京ICP证040431号
服务咨询：400-810--9993
订购咨询：400-819-9993
传真：010-
京公网安备75号积分环节的作用是调节稳态误差微分环节的作用是调节超调量-中国工控网
您好，欢迎来到中国工控网&&&请
服务热线：
当前位置： >>
>> 积分环节的作用是调节稳态误差微分环节的作用是调节超调量
　　在控制器中引入积分环节可以消除稳态误差。控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在补偿误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在较大惯性环节（如水波影响）或滞后单元（如通讯设备的延迟），它们具有抑制误差的作用，即其变化总是落后于误差的变化，而解决的办法是提前抑制误差的变化。　　在控制器中仅仅引入比例环节是不够的，因为比例环节的作用仅仅是改变误差的幅值，并不能起到提前抑制误差的作用。因此还需要引入微分环节，其作用是预测误差变化的趋势。这样，具有“比例+微分”的控制器就能抑制惯性环节和滞后单元对本系统的影响，从而改善了系统在自调节过程中的动态性能。　　控制算法在方向档位控制中的应用，大赛中机器鱼的方向档位用于参加水球比赛的机器鱼方向档位共有15个（0～14档），其中7档为直游档，0档为左转弯最大档，14档为右转弯最大档。PID算法的理论实现1P、I、D环节的选用综上所述，比例环节的作用是调节幅值；积分环节的作用是调节稳态误差；微分环节的作用是调节超调量。
[] [] [] []
暂时没有留言2014年自考《11508自动控制理论》考试大纲：第三章控制系统的时域分析法
第三章& 控制系统的时域分析法
一、学习目的与要求
通过本章的学习使学生理解系统对典型输入信号的响应，会求一阶、二阶系统单位阶跃响应并据此分析系统的动态性能，掌握系统稳定性概念及稳定判据，会求0型、Ⅰ型、Ⅱ型系统的稳态误差。
二、考试内容
典型输入信号的概念；一阶系统的时域响应；二阶系统传递函数，二阶系统的阶跃响应；应用二阶系统的知识计算系统参数和性能指标。高阶系统的时域响应分析方法主导极点的作用；稳定性概念；系统稳定的充要条件，劳斯稳定判；稳态误差的定义；线性系统稳态误差的计算；静态误差系数与系统类型的关系；
三、考核知识点
（1）一阶系统的时域响应：单位阶跃响应、单位斜坡响应、单位脉冲响应。
（2）二阶系统传递函数的标准形式；了系统阻尼比，系统无阻尼自然频率；二阶系统的响应：包括欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况；二阶系统的阶跃响应（欠阻尼情况下）的性能指标：上升时间、峰值时间、超调量、调整时间、稳态误差（包括单位阶跃作用和单位斜坡作用）
（3）高阶统的时域响应分析方法，主导极点的作用。
（4）稳定的概念；掌握系统稳定的充要条件。劳斯稳定判据；综合应用劳斯稳定判据求解系统参数。
（5）稳态误差的定义；稳态误差的计算；静态误差系数与系统类型的关系。
四、考核要求
识记：常用的输入信号及时域性能指标。
一阶系统的微分方程、动态结构图及闭环传函。
二阶系统传函的标准形式。
稳定性的基本概念，稳态误差的定义。
领会：一阶系统的单位阶跃响应h(t)及性能指标。
二阶系统单位阶跃响应及系统参数对动态响应的影响。
终值定理、误差传函、静态误差系数。
简单应用：会用拉氏反变换法求二阶系统的单位阶跃响应，会求二阶系统性能指标。
综合应用：稳定性与闭环系统特征根的关系，劳斯稳定判据。
会用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，综合应用劳斯稳定判据求解系统参数，稳态误差的求解。
无链接信息！
广州自考网声明：
（一） 由于各方面情况的调整与变化，本网所提供的考试信息仅供参考，敬请以权威部门公布的正式信息为准。
（二） 本网注明来源为其他媒体的稿件均为转载稿，免费转载出于非商业性学习目的，版权归原作者所有。如有内容、版权等问题请与本网联系。联系方式：邮件自动控制原理
控制系统的稳态误差，是控制精度(准确度)的一种度量，是控制系统的稳态性能指标。在实际系统中，引起稳态误差的因素是多种多样的。
本节仅仅讨论线性系统由于系统结构、参数及输入信号形式不同所引起的稳态误差。
一. 系统误差及稳态误差的概念
实际物理系统从其主反馈通道来看分为单位反馈和非单位反馈两种基本结构形式如图3.27(a)及(b)所示
设 为希望的输出，C(s)为实际输出值。
定义：系统输出量的希望值与其实际值之差，叫做系统的误差即
如果系统稳定，误差E(s)的稳态值又叫做系统的稳态误差。根据拉氏变换的终值定理，系统稳态误差表达式为：
对图3.27(a)单位反馈系统，输出希望值为R(s) ，所以其误差及稳态误差分别为：
对图3.27(b)所示非单位反馈系统，将其进行结构等效变换成单位反馈如图3.28所示。则其输出希望值为 ，所以其误差及稳态误差分别为：
从式（3.61）和(3.63)看出，一个线性系统的稳态误差与其结构及参数有关，与外部输入信号形式有关。下面以单位反馈系统进行讨论。
二.系统结构类型及开环增益
设单位反馈系统的开环传递函数为:
，当s→0，G0(0)=1。
从式(3.61)和(3.64)看出，系统稳态误差与其开环传递函数有关，其实仅与Gk(s)中积分环节和K有关。
1.K定义为开环系统开环传递函数的增益，简称为系统开环增益或开环放大倍数。也就是说，在Gk(s)中，除去积分环节之外，令其s
= 0代入所得到的数值，称为开环增益。如式（3.64）中，其开环增益就是K，即
2. 式(3.65)中γ 表示开环传函积分环节的个数。工程上以积分环节个数来定义系统结构类型。 即
γ=0，系统没有积分环节，称0型系统；
γ=1，系统有一个积分环节，称Ⅰ型系统；
γ=2，系统有两个积分环节，称Ⅱ型系统。
三. 给定稳态误差的计算
控制系统对给定输入信号 作用下所产生的稳态误差，称给定稳态误差。它反映了系统对给定输入信号在稳态时的跟踪能力(跟踪精度)。下面我们应用静态误差系数法，讨论不同典型给定输入时的给定稳态误差计算。
&一& 为阶跃函数，即
，A为一常值。
根据式（3.61）得:
，称静态位置误差系数。根据式（3.66）有:
对于“0”型系统，γ=0 ，所以 Kp=K，而稳态误差
，是一个常数。可见ess减小必须增大开环放大系数。
对于“Ⅰ”型系统，，所以Kp=∞，稳态误差是零。同理，“Ⅱ”型系统，稳态误差也是零。
“0”型系统稳态误差为常数，从物理意义上讲，如图3.29所示的静态结构图可知，因系统没有积分环节，要维持系统恒定输出，即
必然要存在一定恒定稳态误差，否则系统就没有输出。系统的开环增益越大，稳态误差就越小。
“Ⅰ”型系统对为阶跃输入信号时，系统没有稳态误差，从物理意义上来看，由于有一个积分环节，系统处于稳态时起作用的仅是比例环节K及积分环节，其稳态结构图如图3.30所示。根据积分环节的功能当动态时有误差，积分器就积分，输出不断增大，误差也逐渐减小，当积分器输出值等于时，误差为零，积分器停止积分而维持原积分值等于。因而此时稳态误差为零。
&二& 为斜坡输入，即
根据式（3.61）时有:
式中。Kv称静态速度误差系数。
从式（3.67）及(3.68)不难看出:
“0”型系统,γ=0, KV=0，稳态误差ess=∞；
“Ⅰ”型系统,γ=1, KV=const, 稳态误差ess =1/KV, 与K成反比；
“Ⅱ”型系统, γ=2, KV=∞，其稳态误差ess =0；
由此可见，“0”型系统在斜坡输入作用下，其ess =∞ ，表明0型系统无法跟随斜坡输入信号。
Ⅰ型系统对斜坡输入信号的跟随稳态误差是常数。也就是说系统进入稳态以后，输入与输出信号上升速度相同，但在位置上两者之间存在稳态误差。其原因从其稳态结构图如图3.32所示看出，由于其仅有一个积分环节，为了保持系统输出量按恒速增长，必须要求积分环节输入是一常数，即稳态误差为常数。
Ⅱ型系统对斜坡输入信号没有稳态误差。其稳态结构图如图3.33所示。从图3.33看出，为了保持稳态值按恒速增长，要第②个积分输入应为恒值，结果要求第①个积分器输入为零，即稳态误差为零，任何时刻都与相等。
&三& 为加速度函数输入，即
根据式（3.61）时有:
Ka称静态加速度误差系数。
“0”型系统,γ=0, Ka=0，稳态误差ess=∞；
“Ⅰ”型系统,γ=1, Ka=0, 稳态误差ess=∞, 与K成反比；
“Ⅱ”型系统, γ=2, Ka=const，其稳态误差ess= 1/Ka ；
由此可见，“0”型系统在加速度函数输入作用下，其ess=∞ ，表明0型系统无法跟随加速度函数输入信号。
综合以上分析表明，系统的稳态误差与输入信号形式有关。对于一个结构确定的系统，如果给定输入形式不同，其稳态误差就不同。同时，给定稳态误差还与系统结构密切相关，如果给定输入信号一定，对不同结构的系统其稳态误差也不同。所以我们讲一个系统有稳态误差还是没有稳态误差，是针对一定系统结构及一定给定输入形式而言的。
应该指出，按静态误差系数法计算给定稳态误差，是基于拉氏变换的终值定理，只能使用给定输入为阶跃、斜坡及加速度函数或它们的线性组合。如果输入是任意的时间函数，上面方法不能使用。对于这种情况，可采用动态误差系数法进行计算。请参看有关文献。
例 3.11 已知单位反馈系统闭环传递函数为:
时，求ess。
1.由于给定稳态误差与 的结构类型及其增益有关，所以首先从 中求取 。又由于有一个零点，必定有一个相同零点。因闭环传递函数分母多项为：
从上式求得：
可见，该系统是Ⅱ型，开环增益
2.求给定稳态误差
由于系统是线性系统，三个输入信号组和作用下系统的稳态误差计算，可以应用叠加原理，分别求出每个输入信号作用产生的稳态误差，然后将它们相加起来就可以得到总的稳态误差。根据式（3.66）、(3.68)和(3.70)有：
由此可见，输入信号中阶跃函数及斜坡函数分别作用于系统时的稳态误差都是零。只有在加速度分输入信号作用下，其稳态误差为常数。所以系统总的稳态误差为：}