位置隨動(dòng)系統(tǒng)

1、位置隨動(dòng)系統(tǒng)第 4 章內(nèi)容提要內(nèi)容提要n位置隨動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成原理位置隨動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成原理n位置檢測(cè)方法位置檢測(cè)方法n位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)q 引引 言言 在生產(chǎn)、生活中，控制電動(dòng)機(jī)的在生產(chǎn)、生活中，控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角位移旋轉(zhuǎn)角位移或或直線位移直線位移與控制電動(dòng)機(jī)與控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速具有同樣重要的意義。的轉(zhuǎn)速具有同樣重要的意義。4.1 位置隨動(dòng)系統(tǒng)概述位置隨動(dòng)系統(tǒng)概述4.1.1 4.1.1 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用位置隨動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用4.1.2 4.1.2 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部件及位置隨動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部件及 其工作原理其工作原理4.1.3 4.1.3 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的特征位置隨動(dòng)

2、系統(tǒng)的特征4.1.4 4.1.4 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi)位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi)n 概述概述 位置隨動(dòng)系統(tǒng)又稱伺服位置隨動(dòng)系統(tǒng)又稱伺服(Servo)(Servo)系統(tǒng)，系統(tǒng)，主要解決對(duì)象的位置控制問(wèn)題，根本任務(wù)就主要解決對(duì)象的位置控制問(wèn)題，根本任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)位置指令的準(zhǔn)確跟蹤。因是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)位置指令的準(zhǔn)確跟蹤。因此，此，位置隨動(dòng)系統(tǒng)必定是一個(gè)具有位置反饋位置隨動(dòng)系統(tǒng)必定是一個(gè)具有位置反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 位置隨動(dòng)系統(tǒng)是狹義的隨動(dòng)系統(tǒng)。位置隨動(dòng)系統(tǒng)是狹義的隨動(dòng)系統(tǒng)。火炮方位的自動(dòng)跟蹤；火炮方位的自動(dòng)跟蹤；宇航設(shè)備的自動(dòng)駕駛；宇航設(shè)備的自動(dòng)駕駛；計(jì)算機(jī)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的磁頭定位控制；計(jì)算

3、機(jī)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的磁頭定位控制；電動(dòng)閥門(mén)、擋板的開(kāi)關(guān)；電動(dòng)閥門(mén)、擋板的開(kāi)關(guān)；電動(dòng)行程機(jī)構(gòu)的移動(dòng)。電動(dòng)行程機(jī)構(gòu)的移動(dòng)。4.1.1 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用位置隨動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用4.1.2 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的組成及原理位置隨動(dòng)系統(tǒng)的組成及原理圖4.1 電位器式位置隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖+-M+-nR1R1LIdR2Ud+-R0mA1SM+-可逆可逆功率功率放大器放大器R0A2U*Us負(fù)載負(fù)載*mUctU減速器減速器位置檢測(cè)器電壓比較放大器功率放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu) 輸出位置快速準(zhǔn)確跟蹤給定位置；輸出位置快速準(zhǔn)確跟蹤給定位置； 必須具備一定精度的位置傳感器；必須具備一定精度的位置傳感器； 電壓、功率放大器、拖動(dòng)系統(tǒng)必須可逆；電壓、功

4、率放大器、拖動(dòng)系統(tǒng)必須可逆； 控制系統(tǒng)滿足精度和性能的要求?？刂葡到y(tǒng)滿足精度和性能的要求。 位置隨動(dòng)系統(tǒng)位置隨動(dòng)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)跟隨能力強(qiáng)調(diào)跟隨能力 調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)抗干擾能力強(qiáng)調(diào)抗干擾能力4.1.3 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的特征位置隨動(dòng)系統(tǒng)的特征 按輸出功率：超小按輸出功率：超小小小中中大大超大超大； 按位置性質(zhì)：轉(zhuǎn)角、位移；按位置性質(zhì)：轉(zhuǎn)角、位移； 按伺服電壓：直流、交流；按伺服電壓：直流、交流； 按控制系統(tǒng)組成方式：模擬、數(shù)字。按控制系統(tǒng)組成方式：模擬、數(shù)字。4.1.4 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi)位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi)4.2 位置隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置檢測(cè)裝置位置隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置檢測(cè)裝置1. 1. 電位器電位器：價(jià)格便

5、宜、使用方便、有滑動(dòng)觸點(diǎn)、：價(jià)格便宜、使用方便、有滑動(dòng)觸點(diǎn)、容易磨損、可靠性差；容易磨損、可靠性差；2. 2. 基于電磁感應(yīng)原理的位置傳感器基于電磁感應(yīng)原理的位置傳感器：自整角機(jī)、：自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器。可靠性好、精度高；旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器?？煽啃院?、精度高；3. 3. 光電編碼器光電編碼器： 光電編碼器光電編碼器= =光源光源+ +光柵碼盤(pán)光柵碼盤(pán)+ +光敏元件光敏元件4.3 采用自整角機(jī)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)采用自整角機(jī)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)MnLIdUdSM可逆可逆功率功率放大器放大器校正校正裝置裝置相敏相敏放大器放大器URPUctUphUbsUfBS自整角機(jī)自整角機(jī)BSTBSR負(fù)載負(fù)載

6、減速器減速器m*m圖4.12 自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖整流并反映整流并反映信號(hào)極性信號(hào)極性n 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（1 1）自整角機(jī)）自整角機(jī)bsbsmmbsmm( )sin( )( )UsUWss一般，當(dāng) 時(shí)，m10mmsin bsbsbsbsmm( )( )( )UsWsKUsMnLIdUdSM可逆可逆功率功率放大器放大器校正校正裝置裝置相敏相敏放大器放大器URPUctUphUbsUfBS自整角機(jī)自整角機(jī)BSTBSR負(fù)載負(fù)載減速器減速器m*m圖4.12 自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖整流并反映整流并反映信號(hào)極性信號(hào)極性n 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（2 2）相敏整流（放大）器）相敏

7、整流（放大）器phphURPbsph( )( )( )1UsKWsUsT s 把幅值為把幅值為Ubs的交流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)直的交流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)直流電壓，同時(shí)增加濾波電路限制電壓脈動(dòng)。流電壓，同時(shí)增加濾波電路限制電壓脈動(dòng)。MnLIdUdSM可逆可逆功率功率放大器放大器校正校正裝置裝置相敏相敏放大器放大器URPUctUphUbsUfBS自整角機(jī)自整角機(jī)BSTBSR負(fù)載負(fù)載減速器減速器m*m圖4.12 自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖n 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（3 3）可逆功率放大器）可逆功率放大器 晶閘管或脈寬調(diào)制放大器都可以由滯后晶閘管或脈寬調(diào)制放大器都可以由滯后環(huán)節(jié)近似成慣性環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)近似成慣

8、性環(huán)節(jié)。1)()()(APAPphdAPTKsUsUsWMnLIdUdSM可逆可逆功率功率放大器放大器校正校正裝置裝置相敏相敏放大器放大器URPUctUphUbsUfBS自整角機(jī)自整角機(jī)BSTBSR負(fù)載負(fù)載減速器減速器m*m圖4.12 自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖n 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（4 4）執(zhí)行電動(dòng)機(jī)）執(zhí)行電動(dòng)機(jī)eMD2dmm1/( )( )( )+1lCn sWsUsT TsT s 當(dāng)采用直流伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，傳遞函數(shù)是當(dāng)采用直流伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，傳遞函數(shù)是一個(gè)二階環(huán)節(jié)一個(gè)二階環(huán)節(jié)4.3 采用自整角機(jī)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)采用自整角機(jī)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)MnLIdUdSM可逆可逆功率功率放大器放大器校

9、正校正裝置裝置相敏相敏放大器放大器URPUctUphUbsUfBS自整角機(jī)自整角機(jī)BSTBSR負(fù)載負(fù)載減速器減速器m*m圖4.12 自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖整流并反映整流并反映信號(hào)極性信號(hào)極性n 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（5 5）減速器）減速器gmg6( )KW sniss 減速器的輸入量為電機(jī)轉(zhuǎn)速減速器的輸入量為電機(jī)轉(zhuǎn)速n，輸出量，輸出量為機(jī)械轉(zhuǎn)角為機(jī)械轉(zhuǎn)角m(o)，若時(shí)間，若時(shí)間 t 以以s為單位，則為單位，則m3606dd60ntn tii經(jīng)經(jīng)Laplace變換變換i：減速器速比：減速器速比n 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型圖圖4.16 自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖自整角機(jī)位置隨

10、動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 *m(s)UctUdm(s)+-KbsWAPR(s)KAP TAPs+1TmTl s+Tms+1s1/CeKgnm(s)Kph Tphs+1UphUbsm自整自整角機(jī)角機(jī)相敏相敏整流整流功率功率放大放大直流直流電機(jī)電機(jī)減速減速裝置裝置位置位置調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器關(guān)鍵：關(guān)鍵：誤差分析。誤差分析。4.3.2 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析位置隨動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析例如：高射炮的瞄準(zhǔn)精度例如：高射炮的瞄準(zhǔn)精度22密位密位 跟蹤衛(wèi)星的雷達(dá)天線隨動(dòng)精度跟蹤衛(wèi)星的雷達(dá)天線隨動(dòng)精度 1 1 射電望遠(yuǎn)鏡天線隨動(dòng)精度射電望遠(yuǎn)鏡天線隨動(dòng)精度 1 1誤差誤差檢測(cè)誤差：檢測(cè)誤差：由檢測(cè)元件引起，取決于元件由檢測(cè)元件引

11、起，取決于元件 本身的精度。本身的精度。原理誤差：原理誤差：由隨動(dòng)系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)、特征參由隨動(dòng)系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)、特征參 數(shù)和給定輸入信號(hào)的形式?jīng)Q定。數(shù)和給定輸入信號(hào)的形式?jīng)Q定。擾動(dòng)誤差：擾動(dòng)誤差：由各種擾動(dòng)信號(hào)引起的系統(tǒng)誤由各種擾動(dòng)信號(hào)引起的系統(tǒng)誤 差。差。n 誤差的分類(lèi)誤差的分類(lèi)1. 檢測(cè)誤差檢測(cè)誤差 位置檢測(cè)裝置都有一定的精度等級(jí)位置檢測(cè)裝置都有一定的精度等級(jí)系統(tǒng)的精度不可能高于各檢測(cè)元件的精度；系統(tǒng)的精度不可能高于各檢測(cè)元件的精度；檢測(cè)誤差通常是穩(wěn)態(tài)誤差的主要部分；檢測(cè)誤差通常是穩(wěn)態(tài)誤差的主要部分；反饋控制對(duì)反饋檢測(cè)裝置的誤差無(wú)能為力。反饋控制對(duì)反饋檢測(cè)裝置的誤差無(wú)能為力。 高精度的位置隨動(dòng)系

12、統(tǒng)首先應(yīng)選擇高精度的高精度的位置隨動(dòng)系統(tǒng)首先應(yīng)選擇高精度的檢測(cè)元件。檢測(cè)元件。n 各種檢測(cè)元件的誤差范圍各種檢測(cè)元件的誤差范圍檢測(cè)元件檢測(cè)元件 電位器 自整角機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器感應(yīng)同步器旋轉(zhuǎn)式直線式誤差范圍 幾度(o)1度(o)幾角分()幾角秒(”)幾微米(m)2. 原理誤差原理誤差*m(s)UctUdm(s)+-KbsWAPR(s)KAP TAPs+1TmTl s+Tms+1s1/CeKgnm(s)Kph Tphs+1UphUbsmbsphAPgeAPR2phAPmm(/)( )( )(1)(1)(+1)lK KKKC WsW ss T sTsT T sT s（1 1）位置隨動(dòng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)）位置

13、隨動(dòng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)通過(guò)選擇通過(guò)選擇 可以使系統(tǒng)成為可以使系統(tǒng)成為I I型或型或II II型系統(tǒng)：型系統(tǒng)：( )( )( )KN sW ssD sAPR( )Ws2( )( )( )KN sW ss D s或或2. 原理誤差原理誤差*m(s)（2 2）位置隨動(dòng)系統(tǒng)的典型輸入信號(hào)）位置隨動(dòng)系統(tǒng)的典型輸入信號(hào)t0*m(s)t0*m(s)t0階躍輸入階躍輸入速度輸入速度輸入加速度輸入加速度輸入*m*m( ) ss*m2( )Ass*m3( )Bss2. 原理誤差原理誤差（3 3）穩(wěn)態(tài)誤差）穩(wěn)態(tài)誤差輸入信號(hào)輸入信號(hào)單位階躍輸入單位階躍輸入 單位斜坡輸入單位斜坡輸入單位加速度輸入單位加速度輸入I型系統(tǒng)型系

14、統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差01 / K II型系統(tǒng)型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差00 1 / K*m( )1( )tt*m( ) tt*2m1( )2tt3. 擾動(dòng)誤差擾動(dòng)誤差*m(s)+-m(s)相敏相敏整流整流功率功率放大放大直流直流電機(jī)電機(jī)減速減速裝置裝置位置位置調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器第一類(lèi)：負(fù)載擾動(dòng)第一類(lèi)：負(fù)載擾動(dòng)第二類(lèi)：參數(shù)變化第二類(lèi)：參數(shù)變化第三類(lèi)：噪聲干擾第三類(lèi)：噪聲干擾可由反饋回路克服可由反饋回路克服電源變化電源變化零漂零漂電網(wǎng)波動(dòng)電網(wǎng)波動(dòng)負(fù)載擾動(dòng)負(fù)載擾動(dòng)干摩擦干摩擦噪聲噪聲3. 擾動(dòng)誤差擾動(dòng)誤差*m(s)+-m(s)W2(s)W1(s)F(s)Es(s)*122mm1212( )( )( )( )(

15、)( )1( )( )1( )( )WsWsWsssF sWsWsWsWs-+*smm( )( )( )Esss且令且令12( )( )( )W sWsWs整理后，得到整理后，得到*2sm( )1( )( )( )1( )1( )WsEssF sW sW s擾動(dòng)誤差擾動(dòng)誤差n 誤差分析誤差分析針對(duì)針對(duì) I 型系統(tǒng)型系統(tǒng)*m(s)+-m(s)W2(s)W1(s)F(s)Es(s)-+當(dāng)系統(tǒng)為當(dāng)系統(tǒng)為 I I 型系統(tǒng)時(shí)，可以認(rèn)為：型系統(tǒng)時(shí)，可以認(rèn)為：1111( )( )( )K NsWsDs2222( )( )( )K NsWssDsn 誤差分析誤差分析針對(duì)針對(duì) I 型系統(tǒng)型系統(tǒng)如果給定輸入和擾動(dòng)

16、輸入均為如果給定輸入和擾動(dòng)輸入均為階躍輸入階躍輸入，則可以推出，則可以推出*2sm( )1( )( )( )1( )1( )WsEssF sW sW s01FK如果給定輸入和擾動(dòng)輸入均為如果給定輸入和擾動(dòng)輸入均為速度輸入速度輸入，則可以推出，則可以推出*2sm( )1( )( )( )1( )1( )WsEssF sW sW s*m12KKn 誤差分析誤差分析針對(duì)針對(duì) II 型系統(tǒng)型系統(tǒng)*m(s)+-m(s)W2(s)W1(s)F(s)Es(s)-+當(dāng)系統(tǒng)為當(dāng)系統(tǒng)為 II II 型系統(tǒng)時(shí)，可以認(rèn)為：型系統(tǒng)時(shí)，可以認(rèn)為：1111( )( )( )K NsWssDs2222( )( )( )K N

17、sWssDsn 誤差分析誤差分析針對(duì)針對(duì) II 型系統(tǒng)型系統(tǒng)如果給定輸入和擾動(dòng)輸入均為如果給定輸入和擾動(dòng)輸入均為階躍輸入階躍輸入，則可以推出，則可以推出*2sm( )1( )( )( )1( )1( )WsEssF sW sW s0如果給定輸入和擾動(dòng)輸入均為如果給定輸入和擾動(dòng)輸入均為速度輸入速度輸入，則可以推出，則可以推出*2sm( )1( )( )( )1( )1( )WsEssF sW sW s01FK0n 誤差分析誤差分析結(jié)論結(jié)論 就穩(wěn)態(tài)精度而言，將位置隨動(dòng)系統(tǒng)就穩(wěn)態(tài)精度而言，將位置隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)為 II II 型系統(tǒng)比較理想。型系統(tǒng)比較理想。n 誤差分析誤差分析舉例舉例穩(wěn)態(tài)精度穩(wěn)態(tài)

18、精度 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 快速跟蹤快速跟蹤4.3.3 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)校正位置隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)校正位置隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求：位置隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求：三者缺一不可！三者缺一不可！1. 位置、轉(zhuǎn)速、電流三環(huán)控制系統(tǒng)位置、轉(zhuǎn)速、電流三環(huán)控制系統(tǒng)m(s)UPE-+MnLIdUdSMUct(s)ACRU*i(s)ASR*m(s)+-Ui(s)U*n(s)U* (s)APR+BQDSP-位置調(diào)節(jié)器位置調(diào)節(jié)器數(shù)字轉(zhuǎn)速數(shù)字轉(zhuǎn)速信號(hào)形成信號(hào)形成光電位置光電位置傳感器傳感器 ACR ACR ASR ASR APR APR設(shè)計(jì)過(guò)程：從內(nèi)環(huán)到外環(huán)，逐個(gè)設(shè)計(jì)各環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)過(guò)程：從內(nèi)環(huán)到外環(huán)，逐個(gè)設(shè)計(jì)各環(huán)調(diào)節(jié)器優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1

19、. 位置、轉(zhuǎn)速、電流三環(huán)控制系統(tǒng)位置、轉(zhuǎn)速、電流三環(huán)控制系統(tǒng) 保證各環(huán)穩(wěn)定保證各環(huán)穩(wěn)定整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定；整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定； 各環(huán)分工明確，易于調(diào)整。各環(huán)分工明確，易于調(diào)整。缺點(diǎn)：外環(huán)控制作用響應(yīng)慢。缺點(diǎn)：外環(huán)控制作用響應(yīng)慢。1. 位置、轉(zhuǎn)速、電流三環(huán)控制系統(tǒng)位置、轉(zhuǎn)速、電流三環(huán)控制系統(tǒng) 在隨動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，把內(nèi)環(huán)等效為在隨動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，把內(nèi)環(huán)等效為一個(gè)環(huán)節(jié)的前提是外環(huán)截止頻率一個(gè)環(huán)節(jié)的前提是外環(huán)截止頻率內(nèi)環(huán)。內(nèi)環(huán)。 電流環(huán)電流環(huán)ci=(100150)HZ； 轉(zhuǎn)速環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)cn=(2030)HZ，不超過(guò)不超過(guò)50HZ； 位置環(huán)位置環(huán)c=10HZ左右左右。2. 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)的串聯(lián)校正

20、串聯(lián)校正 串聯(lián)校正串聯(lián)校正就是調(diào)節(jié)器校正，即通過(guò)在系就是調(diào)節(jié)器校正，即通過(guò)在系統(tǒng)的前向通道中串聯(lián)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，滿足系統(tǒng)的前向通道中串聯(lián)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，滿足系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。+-*m(s)m(s)Wobj(s)WAPR(s)2. 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)的串聯(lián)校正串聯(lián)校正+-*m(s)m(s)Wobj(s)WAPR(s)objobj2phAPmm( )(1)(1)(+1)lKWss T sTsT T sT s已知：已知：由于由于TLTm，因此上式可以簡(jiǎn)化為，因此上式可以簡(jiǎn)化為objobjm( )(1)(1)KWss T sT s式中：式中：phAPlTTTT2. 位置

21、隨動(dòng)系統(tǒng)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)的串聯(lián)校正串聯(lián)校正取位置調(diào)節(jié)器為取位置調(diào)節(jié)器為PIDPID形式：形式：通過(guò)選取調(diào)節(jié)器參數(shù)，可將系統(tǒng)校正成典型通過(guò)選取調(diào)節(jié)器參數(shù)，可將系統(tǒng)校正成典型 II II 型型系統(tǒng)，設(shè)計(jì)過(guò)程可參考前面的工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。系統(tǒng)，設(shè)計(jì)過(guò)程可參考前面的工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。12APRPID03(1)(1)( )( )(1)ssWsWss T s具體設(shè)計(jì)過(guò)程參考具體設(shè)計(jì)過(guò)程參考P P335335 例例4.24.23. 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)的并聯(lián)校正并聯(lián)校正 串聯(lián)校正串聯(lián)校正能提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度且結(jié)構(gòu)能提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是串聯(lián)校正不能很好地抑制摩擦、簡(jiǎn)單。但是串聯(lián)校正不能很好地

22、抑制摩擦、間隙等非線性因素，而且系統(tǒng)中的各種擾動(dòng)間隙等非線性因素，而且系統(tǒng)中的各種擾動(dòng)只能通過(guò)位置環(huán)進(jìn)行消除。因此，只能通過(guò)位置環(huán)進(jìn)行消除。因此，單位置環(huán)單位置環(huán)結(jié)構(gòu)的隨動(dòng)系統(tǒng)比較適合于負(fù)載較輕，擾動(dòng)結(jié)構(gòu)的隨動(dòng)系統(tǒng)比較適合于負(fù)載較輕，擾動(dòng)不大，非線性因素不太突出的情況不大，非線性因素不太突出的情況。3. 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)的并聯(lián)校正并聯(lián)校正并聯(lián)校正的基本思想：并聯(lián)校正的基本思想： 在被調(diào)量負(fù)反饋之內(nèi)，再加上被調(diào)量的在被調(diào)量負(fù)反饋之內(nèi)，再加上被調(diào)量的微分反饋。這樣當(dāng)被調(diào)量還沒(méi)有變化但已有微分反饋。這樣當(dāng)被調(diào)量還沒(méi)有變化但已有變化趨勢(shì)的時(shí)候，其微分就已經(jīng)起著負(fù)反饋?zhàn)兓厔?shì)的時(shí)候，其微分就已

23、經(jīng)起著負(fù)反饋?zhàn)饔昧耍蚨兄谝种普袷?，減小超調(diào)。作用了，因而有助于抑制振蕩，減小超調(diào)。3. 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)的并聯(lián)校正并聯(lián)校正+-KAP TAPs+1(Tms+1)(Tl s+1)s1/CeKgm(s)K1 Tphs+1+- Tons+1*m(s)自整角機(jī)自整角機(jī)相敏放大相敏放大功率放大功率放大直流電機(jī)直流電機(jī)減速裝置減速裝置轉(zhuǎn)速反饋轉(zhuǎn)速反饋圖4.28 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋并聯(lián)校正 位置的微分是轉(zhuǎn)速，因此，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋位置的微分是轉(zhuǎn)速，因此，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋可以很方便地組成位置隨動(dòng)系統(tǒng)的并聯(lián)校正?？梢院芊奖愕亟M成位置隨動(dòng)系統(tǒng)的并聯(lián)校正。n(s)4. 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的位置隨動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)合控制復(fù)合控制 為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，同時(shí)又不影為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，同時(shí)又不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引入一種有效的控制手段：響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引入一種有效的控制手段：前饋控制。前饋控制。前饋控制前饋控制+反饋控制反