第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則信

號(hào)

轉(zhuǎn)

換電路

輸

出信號(hào)輸入

放

大

裝

置執(zhí)

行

機(jī)

構(gòu)被

控

對(duì)

象檢

測(cè)

裝

置補(bǔ)

償

裝

置動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)步驟繪制希望特性設(shè)計(jì)校正環(huán)節(jié)將校正環(huán)節(jié)有效的連接到系統(tǒng)中

應(yīng)用方法：主要應(yīng)用開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率法。條件：線性系統(tǒng)：?jiǎn)挝环答?，最小相位系統(tǒng)非線性系統(tǒng)：可用簡(jiǎn)單的描述函數(shù)法表達(dá)第三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)品質(zhì)：衡量系統(tǒng)工作質(zhì)量好壞并變成可

以

計(jì)

量

的

品

質(zhì)

指

標(biāo)

。穩(wěn)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)精度。動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)（過(guò)渡過(guò)程）最大超調(diào)量σ%過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts振蕩次數(shù)N系統(tǒng)特性：指系統(tǒng)本身的特性，如階數(shù)、型數(shù)、開(kāi)環(huán)增益等等。第五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五系統(tǒng)特性與穩(wěn)態(tài)精度的關(guān)系4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則穩(wěn)態(tài)精度：用穩(wěn)態(tài)誤差的數(shù)值來(lái)衡量。穩(wěn)態(tài)誤差的求解：cerW

(

s

)根據(jù)終值定理可求解穩(wěn)態(tài)誤差：注意：此定理的條件是sE(s)在s平面虛軸上和右半平面上無(wú)極點(diǎn)，即系統(tǒng)必須是漸進(jìn)穩(wěn)定的！第六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五輸入信號(hào)的類型4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則階躍信號(hào)：斜坡（等速）信號(hào)：拋物線（等加速）信號(hào)：正弦信號(hào)（諧波信號(hào)）：第七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

各種輸入信號(hào)下穩(wěn)態(tài)誤差的大小階躍、斜坡、拋物線信號(hào)輸入：0型Ⅰ型Ⅱ型ec型R（s）∞∞∞000第八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則從Bode圖上看：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差與

20lg|W(jω)|低頻段漸近線的斜率(型)及它

(或延長(zhǎng)線)在ω=1處的分貝數(shù)有關(guān)。ωL(ω)ω=1第九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

正弦輸入信號(hào)4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則輸入:r(t)=asinωrt若20lg|W(jωr)|的分貝數(shù)越高，|W(jωr)|的值越大，|Φ(jωr)|越接近1，那么穩(wěn)態(tài)誤差就越小。由于ωr一般為低頻，所以看20lg|W(jωr)|低頻段分貝數(shù)。輸出:y(t)=a|Φ(jωr)|sin(ωrt+φ)第十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五小結(jié)4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則對(duì)于階躍、斜坡、拋物線三種信號(hào)輸入，穩(wěn)態(tài)誤差不僅與輸入信號(hào)的形式和大小有關(guān)，還與系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K的大小和包含積分環(huán)節(jié)的數(shù)目有關(guān)。對(duì)于正弦輸入：穩(wěn)態(tài)誤差與ω=ωr時(shí)20lg|W(jωr)|的分貝數(shù)有關(guān)，即低頻段20lg|W(jωr)|的分貝數(shù)相關(guān)。從頻率響應(yīng)特性來(lái)看，與20lg|W(jω)|低頻段漸近線斜率及它（或漸近線）在ω=1處的分貝數(shù)有關(guān)。第十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

系統(tǒng)特性與超調(diào)量σ%的關(guān)系4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則σ%頻域MpNyquist平面MpNichols平面Mp開(kāi)環(huán)頻率特性20lg|W（jω)|系統(tǒng)特性與其過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)的關(guān)系第十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五時(shí)域分析：Mp與σ%的關(guān)系

對(duì)于無(wú)零點(diǎn)二階系統(tǒng)：引入諧振峰Mp=

對(duì)于高階系統(tǒng)：當(dāng)其Mp∈[1.2,1.7]

范圍時(shí)，4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則|Φ(jω)|max=第十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

乃奎斯特（Nyquist)平面分析

（Mp與W(jω)零極點(diǎn)分布的關(guān)系）4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

Nyquist平面回顧橫坐標(biāo)為實(shí)部u，縱坐標(biāo)為虛部jv構(gòu)成Nyquist平面。

等M圓在Nyquist平面上，第十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五當(dāng)M為定值時(shí)，4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則當(dāng)M不同值時(shí)，為一族不同心、不同半徑的圓，即等M圓。令V=0，ujv第十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則ujv在Nyquist平面上，與W（jω)曲線相切的M圓值，就是系統(tǒng)的諧振峰值Mp。由圖可見(jiàn)，要使超調(diào)量小，則需相角裕量γ大。每個(gè)M圓所要求的最大相角貯量ωγηmax則系統(tǒng)相角貯量第十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五尼柯?tīng)査蛊矫娣治?.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

Nichols平面簡(jiǎn)介以開(kāi)環(huán)幅頻特性A和幅角Φ為坐標(biāo)，折算到對(duì)數(shù)坐標(biāo)上去，橫坐標(biāo)為Φ，縱坐標(biāo)為20lgA構(gòu)成Nichols平面。20lgA(ω)Φ第十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

Nichols平面M圓族4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則20lgA(ω)Φ(ω)ujvLMLm第十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五20lgA(ω)Φ(ω)ωωΦ(ω)20lgA(ω)ωcηmγujv4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則W(jω)-900-1800-20dB/dec-40dB/dec-20dB/dec從Nichols平面M圓族可以看出，它們正好對(duì)應(yīng)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性L(ω)=20lg|W(jω)|與0dB相交的中頻段。從圖上可見(jiàn)，為保證系統(tǒng)有足夠的相角裕量γ，系統(tǒng)中頻段的斜率必須是-20dB/dec，且它沿橫坐標(biāo)的跨度應(yīng)不小于第十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

Mp與開(kāi)環(huán)頻率特性20lg|W(jω)|的關(guān)系ωωΦ(ω)20lgA(ω)ωcηmγ-900-1800-20dB/dec-40dB/dec-20dB/decLmLMh第二十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五小結(jié)4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則為減小σ%：1、系統(tǒng)中頻段特性必須為-20dB/dec，才能保證系統(tǒng)相角裕量γ≥1/sinMp2、系統(tǒng)中頻段特性沿縱坐標(biāo)的上下跨度應(yīng)不小于

LM和Lm界限。3、為減小σ%，可以延長(zhǎng)中頻段特性-20dB/dec的長(zhǎng)度，尤其是上部的長(zhǎng)度。第二十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五系統(tǒng)特性與過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts的關(guān)系4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則為減小ts,應(yīng)增大ωc，即使穿越頻率盡量靠右！第二十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五總結(jié)4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則1、影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的主要因素是開(kāi)環(huán)增益K和包含積分環(huán)節(jié)的數(shù)目，即穩(wěn)態(tài)精度主要取決于系統(tǒng)低頻段特性。2、影響系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)的主要因素是系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅頻特性中頻段的位置和形狀，它們都與系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益和開(kāi)環(huán)零極點(diǎn)的分布狀況特有關(guān)。σ%與中頻段長(zhǎng)度有關(guān)，ts與ωc的大小有關(guān)。第二十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第二十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.1用Bode圖分析的要求條件4.2希望特性的繪制1、系統(tǒng)應(yīng)為最小相位系統(tǒng)；2、系統(tǒng)應(yīng)為單位反饋系統(tǒng)；第二十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第二十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析4.2希望特性的繪制ωL（ω）1/T20lgKωL（ω）1/TKVωL（ω）1/T第二十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第二十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.3希望特性的繪制4.2希望特性的繪制系統(tǒng)通常給定技術(shù)指標(biāo)要求：

Ωm、εm、em、ec、ev、ea、σ%、ts原始系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：W0(s)ΦrΦc假設(shè)系統(tǒng)做等效正弦運(yùn)動(dòng)：C

=

m

sin

i

te

=

emsin(

it+Φ)m

=

m2/m

i

=

m/m第二十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五希望特性繪制的步驟4.2希望特性的繪制1、穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：(1)精度點(diǎn)(2)精度點(diǎn)界限3、繪制原始特性：4、希望特性：(1)超調(diào)量指標(biāo)(2)過(guò)渡過(guò)程ts指標(biāo)2、電機(jī)飽和界限：第三十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

穩(wěn)態(tài)指標(biāo)4.2希望特性的繪制精度點(diǎn)ωL（ω）ωi第三十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五ωL（ω）ωi精度界限4.2希望特性的繪制??第三十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2希望特性的繪制L（ω）ωi電機(jī)飽和界限ωk

飽和點(diǎn)第三十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五飽和界限4.2希望特性的繪制??L（ω）ωiωk第三十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五原始特性的繪制4.2希望特性的繪制ωL（ω）ωi1/T11/T2第三十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五ωL（ω）ωi1/T11/T2過(guò)渡過(guò)程指標(biāo)ts4.2希望特性的繪制第三十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五希望特性的繪制4.2希望特性的繪制超調(diào)量指標(biāo)σ%→Mp（6-3）ωL（ω）ωi1/T11/T2LMLmh第三十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五相角裕量估算其中：ωl：

ωl<ωc的極點(diǎn)

ωp：

ωp<ωc的零點(diǎn)

ωs：

ωs>ωc的極點(diǎn)

ωt：

ωt>ωc的零點(diǎn)由估算Mp，若Mp過(guò)大，就需重畫(huà)希望特性。4.2希望特性的繪制第三十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五繪制希望特性總結(jié)4.2希望特性的繪制

穩(wěn)態(tài)品質(zhì)要求為滿足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的要求，系統(tǒng)希望特性的低頻段要滿足精度點(diǎn)和精度界限的要求。

動(dòng)態(tài)品質(zhì)要求為滿足系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的要求，系統(tǒng)希望特

性

的

中

頻

段

要

滿

足和的要求。

電機(jī)飽和界限第三十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第四十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取4.2希望特性的繪制W1(s)W2(s)rcL(ω)ω1/T11/T21/T31/T4右圖所示例子：Lx(ω)L0(ω)Wc(s)第四十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第四十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)4.2希望特性的繪制W1(s)W2(s)W3(s)rc?Wf(s)?第四十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五右圖所示例子：4.2希望特性的繪制L(ω)ω1/T41/T11/T31/T2Lx(ω)L0(ω)L2(ω))()()()(ωLωLjωWjωW120lgx0f2-=+Lf(ω)第四十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第四十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)4.2希望特性的繪制靈敏度概念“靈敏度”是指系統(tǒng)特性對(duì)參數(shù)變化的敏感程度。波德靈敏度對(duì)于單位反饋閉環(huán)系統(tǒng)，若α和αn是系統(tǒng)中某參數(shù)的實(shí)際值和標(biāo)稱值，其微變?cè)隽繛?/p>

，Φ(s)和Φn(s)是閉環(huán)傳遞函數(shù)的實(shí)際值和標(biāo)稱值，其微變?cè)隽繛?，那么等式為閉環(huán)傳遞函數(shù)Φ(s)相對(duì)于參數(shù)α的靈敏度表達(dá)式。若，則Φ(s)對(duì)W(s)的靈敏度表達(dá)式第四十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五霍洛維次(Horowitz)靈敏度4.2希望特性的繪制等式稱為閉環(huán)傳遞函數(shù)Φ(s)對(duì)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)W(s)的靈敏度函數(shù)。其中差分和。對(duì)單位反饋系統(tǒng)而言：第四十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五小結(jié)4.2希望特性的繪制不論哪一種靈敏度定義，對(duì)于單位反饋系統(tǒng)，閉環(huán)傳遞函數(shù)對(duì)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的靈敏度是一致的，即。可見(jiàn)，要求靈敏度小與要求誤差傳遞函數(shù)小是一致的。

第四十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五按靈敏度要求設(shè)計(jì)補(bǔ)償環(huán)節(jié)4.2希望特性的繪制W1(s)W2(s)rc若要求：已知：第四十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五W1(s)W2(s)rcWf(s)第五十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五L(ω)

1/T31/T11/T31/T24.2希望特性的繪制第五十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五多反饋回路設(shè)計(jì)K1K21+T2s1/(Ri+

Rd)1+TasK3K4Km1J∑s1isKeΦrΦceudIdMdΩdΦcGI(s)K1K21+T2s1/RΣ1+TasK3K4KmJ∑s1isKeΦrΦceudIdΩdΦcαβGΩ(s)GΦs)第五十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五電流反饋環(huán)GI(s)K1K21+T2s1/RΣ1+TasK3K4KmJ∑s1isΦrΦceudIdΩdΦcαβGΩ(s)GΦ(s)Ke其中：τi=Ta、Ki和α根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。忽略Ke,得到小閉環(huán)傳遞函數(shù)第五十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五速度負(fù)反饋環(huán)K1K21+T2sKmJ∑s1isΦrΦceIdΩdΦcβGΩ(s)GΦ(s)1/α1+RΣs/(αkiK3K4)其中：速度環(huán)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)速度環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù)第五十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五ΦcK1K21+T2s1isΦrΦceΩdGΦ(s)K′Ωs1+K′Ωβs位置反饋環(huán)GΦ(s)按前面講的方法來(lái)求取。第五十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第五十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取W1(s)W2(s)rcWb(s)+第五十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五系統(tǒng)被提高Ⅲ型系統(tǒng)被提高Ⅱ型系統(tǒng)被提高Ⅰ型第五十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四章伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

4.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則

4.1.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)概述

4.1.2系統(tǒng)品質(zhì)與系統(tǒng)特性

4.2希望特性的繪制

4.2.1用Bode圖分析的要求條件

4.2.2簡(jiǎn)單Bode圖分析

4.2.3希望特性的繪制

4.3補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.1串聯(lián)補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.2負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

4.3.3降低靈敏度的設(shè)計(jì)

4.3.4前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的求取

4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.4補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

4.4.1直流補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)

第五十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.5Ⅱ型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)ΦrΦceK11isK5(1+Tαs)(1+Tβs)K2K3K41+T2sΦc串加PI調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)Ⅱ型系統(tǒng)ΦrΦceK11isK5(1+Tαs)(1+Tβs)τs+1sΦcK2K3K41+T2s再按希望特性設(shè)計(jì)(例串聯(lián)或負(fù)反饋補(bǔ)償)先串加PI調(diào)節(jié)器。第六十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五ωL（ω）1/T21/Tα4.2希望特性的繪制τ的選擇：ΦrΦceK11isK5(1+Tαs)(1+Tβs)τs+1sΦcK2K3K41+T2s用(τs+1)來(lái)抵消(1+T2s)、(1+Tαs)、(1+Tβs)中最大的一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，得到曲線①。若T2、Tα、Tβ都很小，如曲線②所示。①②1/T3第六十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

用前饋補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)Ⅱ型系統(tǒng)4.2希望特性的繪制ΦrΦceK11isK5(1+Tαs)(1+Tβs)K2K3K41+T2sΦcb

s+實(shí)現(xiàn)方法：先按Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)(例采用串