流體控制工程B

1、能動學(xué)院流體機(jī)械教研室2013蘭州理工大學(xué)能動課程能動學(xué)院流體機(jī)械教研室任課教師：韓偉 單位：能動學(xué)院 流體機(jī)械及工程系電話-mail：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室緒論控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)的時(shí)域分析線性系統(tǒng)的頻域分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析線性系統(tǒng)的校正方法水輪機(jī)的控制與調(diào)節(jié)泵與風(fēng)機(jī)的控制與調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)的的控制與調(diào)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 自動控制原理 胡壽松 科技出版社 2001（經(jīng)典） 流體控制工程 欒秀春 國防工業(yè)出版社（2010） 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù) 惠晶等 機(jī)械工業(yè)出版社（2011） Modern Control Engineering (Fifth Edition

2、) Katsuhiko Ogata 電子工業(yè)出版社 2011 機(jī)械控制工程基礎(chǔ) 楊叔子等 華中科技大學(xué)出版社（2005）能動學(xué)院流體機(jī)械教研室上課（出勤、課堂表現(xiàn)）15%作業(yè)15%考試70%能動學(xué)院流體機(jī)械教研室引言研究任務(wù)反饋反饋控制系統(tǒng)及其組成控制系統(tǒng)的分類控制系統(tǒng)的要求能動學(xué)院流體機(jī)械教研室流體機(jī)械在國民經(jīng)濟(jì)的各部門和社會生活各領(lǐng)域都得到極廣泛的應(yīng)用，而且技術(shù)越發(fā)展，流體機(jī)械的應(yīng)用也就越廣泛、作用越大?，F(xiàn)代電力工業(yè)中，絕大部分發(fā)電量是由葉片式流體機(jī)械（汽輪機(jī)和水輪機(jī)）承擔(dān)的，其中汽輪機(jī)約占3/4，水輪機(jī)約占1/4?？傆秒娏恐?，約1/3是用于驅(qū)動風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和水泵的。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室

3、流體機(jī)械及系統(tǒng)控制是在電氣工程和流體機(jī)械工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是控制技術(shù)的重要分支，是能源與動力工程領(lǐng)域廣義流體控制的重要組成部分。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室廣義流體控制 流體機(jī)械內(nèi)部的流動控制 功-能轉(zhuǎn)換型式、導(dǎo)流型式 （內(nèi)部控制） 流體機(jī)械外特性的控制 調(diào)速、節(jié)流等（外部控制）能動學(xué)院流體機(jī)械教研室課程的基礎(chǔ)是流體力學(xué)、控制理論、電工電子技術(shù)、流體機(jī)械原理等；流體控制工程在提升民用、軍用動力裝置的自動化水平和安全可靠性方面發(fā)揮了不可替代的重要作用，例如水力發(fā)電、熱力發(fā)電、核能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室授課主要內(nèi)容不同于自動控制原理課程，并沒有將重點(diǎn)集中在論述反饋控制

4、原理及其改善系統(tǒng)動態(tài)過程和處理系統(tǒng)不確定性的方法方面，而是側(cè)重于處理能源與動力工程自動控制系統(tǒng)各種工程問題實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方面，是一門綜合性較強(qiáng)的工科課程。 控制部分的理論基礎(chǔ)相同。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室控制：控制：對被控對象施加某種操作，使其完成所期望的行為。自動控制：自動控制：由控制裝置自動完成某種操作，無須人的直接參與。 在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域中，自動控制技術(shù)起著越來越重要的作用。所謂自動控制自動控制，就是在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（控制裝置），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（控制對象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（被控量）自動地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。如數(shù)控車床按預(yù)定程序自動切削，人造衛(wèi)星

5、準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道并回收，水輪機(jī) 、汽輪機(jī)恒速運(yùn)行等。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 自動控制技術(shù)除了在工業(yè)上廣泛應(yīng)用外，近幾十年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在宇航、機(jī)器人控制、導(dǎo)彈制導(dǎo)及核動力等高新技術(shù)領(lǐng)域中，自動控制技術(shù)更具特別重要的作用。不僅如此，自動控制技術(shù)的應(yīng)用范圍現(xiàn)在已擴(kuò)展到生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)管理和其它許多社會生活領(lǐng)域中，自動控制已成為現(xiàn)代社會生活中不可缺少的一部分。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室液面控制系統(tǒng)人工勻速駕駛汽車與定速巡航舉例能動學(xué)院流體機(jī)械教研室自動控制系統(tǒng)：自動控制系統(tǒng)：是指能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ骰蜻\(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行自動控制的系統(tǒng)。 一般由控制裝置和被控對象組成

6、。被控制對象是指那些要求實(shí)現(xiàn)自動控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程?？刂蒲b置是指對被控對象起控制作用的設(shè)備總體。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室控制論：關(guān)于控制原理和控制方法的學(xué)科控制論：關(guān)于控制原理和控制方法的學(xué)科 研究事物變化和發(fā)展的一般規(guī)律。研究事物變化和發(fā)展的一般規(guī)律?？刂迫兀?被控對象、控制目標(biāo)、控制裝置可控性： 被控對象（或其被控量）必須存在多種發(fā)展的可能性 多種發(fā)展的可能性中，可通過一定的手段進(jìn)行選擇能動學(xué)院流體機(jī)械教研室2022-4-2218 自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。既是一門古老的、已臻成熟的學(xué)科，又是一門正在發(fā)展的、具有強(qiáng)大生命力的新興學(xué)科。從1868年馬克斯威爾（J

7、.C.Maxwell）提出低階系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)至今一百多年里，自動控制理論的發(fā)展可分為四個(gè)主要階段：第一階段：經(jīng)典控制理論（或古典控制理論）的產(chǎn)生、發(fā)展和成熟；第二階段：現(xiàn)代控制理論的興起和發(fā)展；第三階段：大系統(tǒng)控制興起和發(fā)展階段；第四階段：智能控制發(fā)展階段。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室史蒂芬孫 瓦特 1825 1765 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室2022-4-2220 控制理論的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制。第二次世界大戰(zhàn)期間，為了設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動駕駛儀、火炮定位系統(tǒng)、雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)等基于反饋原理的軍用裝備，進(jìn)一步促進(jìn)和完善了自動控制理論的發(fā)展。1868年，馬克斯威

8、爾（J.C.Maxwell）提出了低階系統(tǒng)的穩(wěn)定性代數(shù)判據(jù) 。1895年，數(shù)學(xué)家勞斯（Routh）和赫爾威茨（Hurwitz）分別獨(dú)立地提出了高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)，即Routh和Hurwitz判據(jù)。二戰(zhàn)期間（1938-1945年）奈奎斯特（H.Nyquist）提出了頻率響應(yīng)理論 1948年，伊萬斯（W.R.Evans）提出了根軌跡法。至此，控制理論發(fā)展的第一階段基本完成，形成了以頻率法和根軌跡法為主要方法的經(jīng)典控制理論。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室2022-4-2221（1）主要用于線性定常系統(tǒng)的研究，即用于常系數(shù)線性微分方程描述的系統(tǒng)的分析與綜合；（2）只用于單輸入，單輸出的反饋控制系統(tǒng)；（3）只

9、討論系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系，而忽視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)，是一種對系統(tǒng)的外部描述方法。 應(yīng)該指出的是，反饋控制是一種最基本最重要的控制方式，引入反饋信號后，系統(tǒng)對來自內(nèi)部和外部干擾的響應(yīng)變得十分遲鈍，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和控制精度。與此同時(shí)，反饋?zhàn)饔糜謳砹讼到y(tǒng)穩(wěn)定性問題，正是這個(gè)曾一度困擾人們的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題激發(fā)了人們對反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究的熱情，推動了自動控制理論的發(fā)展與完善。因此從某種意義上講，古典控制理論是伴隨著反饋控制技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展而逐漸完善和成熟起來的。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室2022-4-2222 由于經(jīng)典控制理論只適用于單輸入、單輸出的線性定常系統(tǒng)，只注重系統(tǒng)的外部描述而忽

10、視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。因而在實(shí)際應(yīng)用中有很大局限性。 隨著航天事業(yè)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，20世紀(jì)60年代初，在經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)上，以線性代數(shù)理論和狀態(tài)空間分析法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論迅速發(fā)展起來。1954年貝爾曼（R.Belman)提出動態(tài)規(guī)劃理論1956年龐特里雅金（L.S.Pontryagin）提出極大值原理1960年卡爾曼（R.K.Kalman)提出多變量最優(yōu)控制和最優(yōu)濾波理論 在數(shù)學(xué)工具、理論基礎(chǔ)和研究方法上不僅能提供系統(tǒng)的外部信息（輸出量和輸入量），而且還能提供系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)變量的信息。它無論對線性系統(tǒng)或非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)或時(shí)變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)或多變量系統(tǒng)，都是一種有效的分析方法。能動學(xué)院流體

11、機(jī)械教研室 20世紀(jì)70年代開始，現(xiàn)代控制理論繼續(xù)向深度和廣度發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的控制方法和理論。如：u現(xiàn)代頻域方法 以傳遞函數(shù)矩陣為數(shù)學(xué)模型，研究線性定常多變量系統(tǒng)；u自適應(yīng)控制理論和方法 以系統(tǒng)辨識和參數(shù)估計(jì)為基礎(chǔ)，在實(shí)時(shí)辨識基礎(chǔ)上在線確定最優(yōu)控制規(guī)律；魯棒控制方法 在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和其它性能基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不變的魯棒控制器，以處理數(shù)學(xué)模型的不確定性。 隨著控制理論應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，從個(gè)別小系統(tǒng)的控制，發(fā)展到若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)進(jìn)行整體控制，從傳統(tǒng)的工程控制領(lǐng)域推廣到包括經(jīng)濟(jì)管理、生物工程、能源、運(yùn)輸、環(huán)境等大型系統(tǒng)以及社會科學(xué)領(lǐng)域。 大系統(tǒng)理論是過程控制與信息處理相結(jié)合的系統(tǒng)工程

12、理論，具有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、目標(biāo)多樣、因素眾多等特點(diǎn)。它是一個(gè)多輸入、多輸出、多干擾、多變量的系統(tǒng)。大系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展和開創(chuàng)性階段。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室智能控制的概念和原理主要是針對被控對象、環(huán)境、控制目標(biāo)或任務(wù)的復(fù)雜性提出來的；它的指導(dǎo)思想是依據(jù)人的思維方式和處理問題的技巧，解決那些目前需要人的智能才能解決的復(fù)雜的控制問題，是人工智能在控制上的應(yīng)用。被控對象的復(fù)雜性體現(xiàn)為:模型的不確定性，高度非線性，分布式的傳感器和執(zhí)行器，動態(tài)突變，多時(shí)間標(biāo)度，復(fù)雜的信息模式，龐大的數(shù)據(jù)量，以及嚴(yán)格的特性指標(biāo)等。智能控制是驅(qū)動智能機(jī)器自主地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程，對自主機(jī)器人的控制就是典型的例

13、子而環(huán)境的復(fù)雜性則表現(xiàn)為變化的不確定性和難以辨識。 智能控制是從“仿人”的概念出發(fā)的。一般認(rèn)為，其方法包括學(xué)習(xí)控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制、和專家控制等方法。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室機(jī)械工程控制論研究機(jī)械工程中機(jī)械工程控制論研究機(jī)械工程中廣義系統(tǒng)廣義系統(tǒng)的的動力動力學(xué)學(xué)問題。問題。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室方框圖的有關(guān)概念方框圖的有關(guān)概念 方框方框 控制裝置和被控對象分別用方框表示信號線信號線 方框的輸入和輸出以及它們之間的聯(lián)接用帶箭頭的信號線表示輸入信號輸入信號 進(jìn)入方框的信號輸出信號輸出信號 離開方框的信號控制系統(tǒng)的輸出量就是被控量,它的希望值一般是系統(tǒng)輸入信號的函數(shù)。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能

14、動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室反饋：系統(tǒng)的輸出部分或全部地反過來用于系統(tǒng)的輸入能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室反饋控制：檢測偏差、糾正偏差反饋控制：檢測偏差、糾正偏差能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室開環(huán)系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，容易設(shè)計(jì)和調(diào)整以及成本較低的優(yōu)點(diǎn)，對那些負(fù)載恒定，擾動小，控制精度要求不高的實(shí)際系統(tǒng)，是有效的控制方式。閉環(huán)系統(tǒng)：閉環(huán)系統(tǒng)：由于增加了檢測裝置和反饋環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，

15、成本有所增加；但它提高了系統(tǒng)的控制精度和抗干擾能力；同時(shí)負(fù)反饋對系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)（恒值系統(tǒng)） 隨動系統(tǒng) 程序控制系統(tǒng)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室按信號類型分按信號類型分 連續(xù)控制系統(tǒng) 離散控制系統(tǒng)按系統(tǒng)的性質(zhì)分按系統(tǒng)的性質(zhì)分 線性控制系統(tǒng) 非線性控制系統(tǒng)按參數(shù)的變化情況分按參數(shù)的變化情況分 定常系統(tǒng) 非定常系統(tǒng)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室按被控量分按被控量分 位移控制系統(tǒng) 溫度控制系統(tǒng) 速度控制系統(tǒng)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室穩(wěn)、快、準(zhǔn)穩(wěn)、快、準(zhǔn) 同一控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性往往是相互制約的。同一控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性往往是

16、相互制約的。 例如，改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致準(zhǔn)確性和（或）快速性的降低。例如，改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致準(zhǔn)確性和（或）快速性的降低。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 2-1 系統(tǒng)的微分方程系統(tǒng)的微分方程 2-2 非線性數(shù)學(xué)模型的線性化非線性數(shù)學(xué)模型的線性化 2-3 線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 2-4 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 2-5 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室數(shù)學(xué)模型：描述系統(tǒng)特性，揭示變量間的關(guān)系。數(shù)學(xué)模型：描述系統(tǒng)特性，揭示變量間的關(guān)系。 描述系統(tǒng)輸入、輸出變量以及內(nèi)部各變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。一般應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)及計(jì)算所要求的精度忽

17、略去一些次要因素，使模型既能反映系統(tǒng)的動態(tài)特性，又能簡化分析、計(jì)算。表示方法：微分方程、傳遞函數(shù)、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。表示方法：微分方程、傳遞函數(shù)、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 絕大多數(shù)控制系統(tǒng)在一定的限制條件下，都可以用線性微分方程來描述。列寫系統(tǒng)微分方程的一般步驟為：確定系統(tǒng)的輸入、輸出量確定系統(tǒng)的輸入、輸出量。（輸入量包括給定輸入和擾動量）從輸入端開始，按照信號的傳遞順序，依據(jù)各變量所遵循 的物理定律，列寫系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的動態(tài)微分方程列寫系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的動態(tài)微分方程。消去中間變量消去中間變量，得到只包含輸入、輸出量的微分方程。1.1.整理微分方程

18、整理微分方程：輸出項(xiàng)置于左端，輸入項(xiàng)置于右端，導(dǎo)數(shù)項(xiàng)降冪排列能動學(xué)院流體機(jī)械教研室左端：輸出項(xiàng)右端：輸入項(xiàng)降冪排列能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 例2-2 列寫電網(wǎng)絡(luò)微分方程令s=d/dt, (Ls2+Rs+1/C)q=u能動學(xué)院流體機(jī)械教研室例2-3 列寫RC電網(wǎng)絡(luò)微分方程令s=d/dt能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 非線性非線性：輸入與輸出關(guān)系不是一次關(guān)系，而是二次或高次關(guān)系或其他函數(shù)關(guān)系。非線性微分方程在一定的條件下，可以進(jìn)行線性化處理非線性微分方程在一定的條件下，可以進(jìn)行線性化處理能動學(xué)院流體機(jī)械教研室例2-4：設(shè)非線性函數(shù)y=f(x)如圖所示，其輸入量為x

19、，輸出量為y，如果在給定工作點(diǎn)y0=f(x0)處各階導(dǎo)數(shù)均存在，在y0=f(x0)附近將y展開成泰勒級數(shù)：202200)()(! 21)()()()(00 xxxxfxxxxfxfxfyxxy=f(x)0)(xxfy0 x0 xy 小偏差線性化示意圖如果偏差x=x-x0很小，則可忽略級數(shù)中高階無窮小項(xiàng)，上式可寫為xKxxxxfxfxfyyyxxxxfxfxfyxx)()()()()()()()(0000000 K表示y=f(x)曲線在(x0,y0)處切線的斜率。因此非線性函數(shù)在工作點(diǎn)處可以用該點(diǎn)的切線方程線性化。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室傳遞函數(shù)是經(jīng)典理論中對線性系統(tǒng)進(jìn)行研究、分析與綜合的基本數(shù)學(xué)

20、工具。復(fù)數(shù)域中描述系統(tǒng)特性的數(shù)學(xué)模型基于拉式變換，將時(shí)域函數(shù)變換為復(fù)頻域函數(shù)：時(shí)域的微分、積分運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算，減少了計(jì)算量，導(dǎo)出的頻率特性具有明顯的物理意義。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室拉普拉斯變換拉普拉斯變換是 f(t)從時(shí)域到復(fù)頻域F(S)的積分變換。 0( )( )StF Sf t edtSj f(t)：原函數(shù)；F(S)：f(t)在S域中的象函數(shù)。 拉普拉斯變換的定義拉普拉斯變換的定義拉普拉斯反變換：拉普拉斯反變換：11( ) ( )( )2jStjf tF SF S e dSj L能動學(xué)院流體機(jī)械教研室拉氏變換的性質(zhì)拉氏變換的性質(zhì) 1122121212,:L ftF SL ftFSL a

21、ftbftaL ftbL ftaF SbFS1、線性定理線性定理2、微分定理微分定理( )(0 )dfSF SfdtL L ftFS3、積分定理積分定理 0,tF SL f tF SLf t dtS能動學(xué)院流體機(jī)械教研室4、時(shí)域位移定理時(shí)域位移定理 000, () 1()( )StL f tF SL f ttttF S e5、初值定理與終值定理初值定理與終值定理 0,(0 )lim( )lim( )StL f tF Sff tSF S 0,( )lim( )lim( )tSLf tF Sff tSF S 注：終值定理成立的條件是： F(S)的所有極點(diǎn)都應(yīng)位于S平面的左半部或者位于S0處。能動學(xué)

22、院流體機(jī)械教研室1、指數(shù)函數(shù)指數(shù)函數(shù) 0()()0011ttStStStL eeedtedteSS2、常數(shù)、常數(shù) 00111( )1ststtt edteSS L3、正弦函數(shù)正弦函數(shù) 221111()()22j tj teejj SjSjSL常見函數(shù)的拉氏變換常見函數(shù)的拉氏變換4、余弦函數(shù)余弦函數(shù) 221111cos ()()22j tj tSteeSjSjSLL5、沖激函數(shù)沖激函數(shù) 00000 ( )( )( )( )1StSttt edtt edtt dtL能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)往往是高

23、階的，高階傳遞函數(shù)一般可化為低階（零階、一階、二階）典型環(huán)節(jié)（比例、慣性、積分、微分、振蕩、延時(shí)等）的組合能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室典型環(huán)節(jié) 微分方程 傳遞函數(shù)比例慣性微分積分振蕩延時(shí)0( )( )ix tKx t00( )( )( )iTx tx tKx t0( )( )ix tTx t01( )( )ix tx t dtT2000( )2( )( )( )iT x tTx tx tx t0( )()ix tx t( )G sK1( )1G s

24、Ts( )G sTs1( )G sTs2 21( )21G sT sTs( )sG se能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖是描述系統(tǒng)各組成元部件之間信號傳遞關(guān)系傳遞函數(shù)方框圖是描述系統(tǒng)各組成元部件之間信號傳遞關(guān)系的數(shù)學(xué)圖形的數(shù)學(xué)圖形，它表示系統(tǒng)中各變量所進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算和輸入、輸出之間的因果關(guān)系。采用方框圖，不僅能方便地求取復(fù)雜系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，而且能形象直觀地表明信號在系統(tǒng)或元件中的傳遞過程。把各環(huán)節(jié)或元件的傳遞函數(shù)填在系統(tǒng)原理方塊圖的方框中，并把相應(yīng)的輸入、輸出信號分別以拉氏變換來表示，就可以得到傳遞函數(shù)方框圖，這種圖形既說明了信號之間的數(shù)學(xué)物理關(guān)系，又描述了系統(tǒng)

25、的動態(tài)結(jié)構(gòu)，因此稱之為系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖或方框圖。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室1. 列寫原始微分方程：列寫原始微分方程：2. Laplace變換：變換：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室3. 繪制各式傳遞函數(shù)方框：繪制各式傳遞函數(shù)方框：4. 連接各環(huán)節(jié)：連接各環(huán)節(jié)：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室1. 列寫原始微分方程：列寫原始微分方程：2. Laplace變換：變換：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室3. 繪制各式傳遞函數(shù)方框：繪制各式傳遞函數(shù)方框：4. 連接各環(huán)節(jié)：連接各環(huán)節(jié)：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室傳遞函數(shù)化簡傳遞函數(shù)化簡 等效變換-變換前后輸入輸出之間的數(shù)學(xué)關(guān)系保持不變1. 串聯(lián)環(huán)節(jié)的等效規(guī)則：串聯(lián)環(huán)節(jié)的等

26、效規(guī)則：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室2. 并聯(lián)環(huán)節(jié)的等效規(guī)則：并聯(lián)環(huán)節(jié)的等效規(guī)則：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室3. 反饋連接及其等效規(guī)則：反饋連接及其等效規(guī)則：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室4. 分支點(diǎn)移動規(guī)則：分支點(diǎn)移動規(guī)則：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室5. 相加點(diǎn)移動規(guī)則：相加點(diǎn)移動規(guī)則：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室6. 相鄰相加點(diǎn)移動規(guī)則：相鄰相加點(diǎn)移動規(guī)則：7. 相鄰分支點(diǎn)移動規(guī)則：相鄰分支點(diǎn)移動規(guī)則：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室一般系統(tǒng)方框圖簡化方法：一般系統(tǒng)方框圖簡化方法：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室例：例：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室例：例：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室例例：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室例例：能動學(xué)院流

27、體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室3.1 時(shí)間響應(yīng)及其組成時(shí)間響應(yīng)及其組成3.2 典型輸入信號典型輸入信號3.3 一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)3.4 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)3.5 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)3.6 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以后，就可以采用不同的方法，通過系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來分析系統(tǒng)的特性；時(shí)間響應(yīng)分析是其重要的方法之一。所謂系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及其組成就是指描述系統(tǒng)的微分方程的解及其組成，他們完全反映了系統(tǒng)本身的固有特性與系統(tǒng)在輸入作用下的動態(tài)歷程。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 時(shí)間響應(yīng)

28、：在輸入作用下，系統(tǒng)的輸出（響應(yīng)）在時(shí)域的表現(xiàn)形式，時(shí)間響應(yīng)：在輸入作用下，系統(tǒng)的輸出（響應(yīng)）在時(shí)域的表現(xiàn)形式，在數(shù)學(xué)上，就是系統(tǒng)的動力學(xué)方程在一定初始條件下的解。在數(shù)學(xué)上，就是系統(tǒng)的動力學(xué)方程在一定初始條件下的解。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室故：故：自由響應(yīng)：自由振動自由響應(yīng)：自由振動強(qiáng)迫響應(yīng)：由作用力引起強(qiáng)迫響應(yīng)：由作用力引起零輸入響應(yīng)：無輸入零輸入響應(yīng)：無輸入零狀態(tài)響應(yīng)：無輸入、初態(tài)為零零狀態(tài)響應(yīng)：無輸入、初態(tài)為零能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)：可用一階微分方程描述的系統(tǒng) 微分方程微分方程 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) T-時(shí)間常

29、數(shù)，表達(dá)一階系統(tǒng)本身的與外界作用無關(guān)的固有特性，也稱為一階系統(tǒng)的特征參數(shù)。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 不同時(shí)間常數(shù)下的響應(yīng)不同時(shí)間常數(shù)下的響應(yīng)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 一階系統(tǒng)的性能指標(biāo)：調(diào)整時(shí)間一階系統(tǒng)的性能指標(biāo)：調(diào)整時(shí)間ts能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 一般控制系統(tǒng)均為高階系統(tǒng)，但在一定的準(zhǔn)確度條件下，一般控制系統(tǒng)均為高階系統(tǒng)，但在一定的準(zhǔn)確度條件下，可忽略某些次要因素近似地用一個(gè)二階系統(tǒng)來表示；因此可忽略某些次要因素近似地用一個(gè)二階系統(tǒng)來表示；因此研究二階系統(tǒng)有較大的實(shí)際意義。研究二階系統(tǒng)有較大的實(shí)際意義。 二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)二階系統(tǒng)傳遞函數(shù) 特征方程特征方

30、程 特征根：特征根：222( )( )( )2oninnX sG sX sss能動學(xué)院流體機(jī)械教研室21,21nnsj 01能動學(xué)院流體機(jī)械教研室有阻尼固有頻率有阻尼固有頻率21dn能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室21dn能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室延遲時(shí)間：td 響應(yīng)曲線從0上升到穩(wěn)態(tài)值50%所需的時(shí)間能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能

31、動學(xué)院流體機(jī)械教研室 可用高階微分方程描述的系統(tǒng)可用高階微分方程描述的系統(tǒng) 可化為零階、一階、二階環(huán)節(jié)的組合可化為零階、一階、二階環(huán)節(jié)的組合能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 誤差客觀存在，期望輸出與實(shí)際輸出之差即為誤差誤差客觀存在，期望輸出與實(shí)際輸出之差即為誤差能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室4-1 頻率特性概述頻率特性概述4-2 頻率特性的頻率特性的Nyqusit圖圖4-3 頻率特性的頻率特性的Bode圖圖4-4 頻率特性的特征量頻率特性的特征量4-5 最小相

32、位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng) 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室高階系統(tǒng)的分析難以進(jìn)行；當(dāng)系統(tǒng)某些元件的傳遞函數(shù)難以列寫時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的分析工作將無法進(jìn)行；物理意義欠缺。 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 頻率響應(yīng)法是二十世紀(jì)三十年代發(fā)展起來的一種經(jīng)典工程實(shí)用方法,是一種利用頻率特性進(jìn)行控制系統(tǒng)分析的圖解方法,可方便地用于控制工程中的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)。頻率法用于分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）不必求解系統(tǒng)的特征根，采用較為簡單的圖解方法就可研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于頻率響應(yīng)法主要通過開環(huán)頻率特性的圖形對系統(tǒng)進(jìn)行分析，因而具有形象直觀和計(jì)算量少的特點(diǎn)。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室（2）系

33、統(tǒng)的頻率特性可用實(shí)驗(yàn)方法測出。頻率特性具有明確的物理意義，它可以用實(shí)驗(yàn)的方法來確定，這對于難以列寫微分方程式的元部件或系統(tǒng)來說，具有重要的實(shí)際意義。（3）可推廣應(yīng)用于某些非線性系統(tǒng)。頻率響應(yīng)法不僅適用于線性定常系統(tǒng)，而且還適用于傳遞函數(shù)中含有延遲環(huán)節(jié)的系統(tǒng)和部分非線性系統(tǒng)的分析。（4）用頻率法設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可方便設(shè)計(jì)出能有效抑制噪聲的系統(tǒng)。 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室一、頻率響應(yīng)與頻率特性一、頻率響應(yīng)與頻率特性1、頻率響應(yīng)：線性定常系統(tǒng)在諧波輸入作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)、頻率響應(yīng)：線性定常系統(tǒng)在諧波輸入作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動

34、學(xué)院流體機(jī)械教研室復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的相角復(fù)數(shù)的相角幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室（3）分析方便、易于求?。┓治龇奖恪⒁子谇笕∧軇訉W(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室典型環(huán)節(jié) 微分方程 傳遞函數(shù)比例慣性微分積分振蕩延時(shí)0( )( )ix tKx t00( )( )( )iTx tx tKx t0( )( )ix tTx t01( )( )ix tx t dtT2000( )2( )( )( )iT x tTx tx tx t0( )()ix tx t( )G sK1( )1G sTs( )G sTs

35、1( )G sTs2 21( )21G sT sTs( )sG se能動學(xué)院流體機(jī)械教研室1. 比例環(huán)節(jié)KjG)(KsG)(傳遞函數(shù)為 其對應(yīng)的頻率特性是 KjG)(0)(jG其幅頻特性和相頻特性分別為. 00mIKeR圖4-6 比例環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)實(shí)頻和虛頻分別為：( )UK( )0V比例環(huán)節(jié)頻率特性的Nyquist圖為實(shí)軸上的一定點(diǎn)。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 積分環(huán)節(jié)的頻率特性 幅頻特性和相頻特性分別為 頻率特性如圖所示。jjG1)(11)(jjG0900)(arctgjG圖4-7 積分環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)eRmI0G0902. 積分環(huán)節(jié) 積分環(huán)節(jié)對正弦輸入信號有900的滯后作用；其幅頻特性等于 ，

36、是的函數(shù)，1能動學(xué)院流體機(jī)械教研室3. 微分環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室4. 慣性環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 5. 一階微分環(huán)節(jié) 典型一階微分環(huán)節(jié)的頻率特性為其中為微分時(shí)間常數(shù)。1)(jjG幅頻特性和相頻特性分別為1)(22jGarctgjG)(1eR0mIG0G 圖4-10 一階微分環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)頻率特性如圖所示。它是一條過點(diǎn)（1，j0）與實(shí)軸垂直相交且位于實(shí)軸上方的直線。純微分環(huán)節(jié)的頻率特性與正虛軸重合。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室6. 振蕩環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 振蕩環(huán)節(jié)的幅頻特性和相頻特性均與阻尼比有關(guān)，不同阻尼比的頻率特性曲線如圖所示。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室7. 延

37、時(shí)環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室0型一階系統(tǒng)型二階系統(tǒng)型四階系統(tǒng)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室分貝簡介：電信號功率N1和N2，當(dāng)稱電信號功率N1和N2相差1貝爾（此單位偏大）令：稱電信號功率N1和N2相差1分貝分貝的推廣：功率與電壓、電流等物理量的平方成正,即：推廣至控制學(xué)科，任意一個(gè)數(shù)N都可以用分貝值n表示：能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室1. 1. 比例環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié) 比例環(huán)節(jié)的頻率特性為 對數(shù)幅頻特性為為大于零的常數(shù)）KKjG()(KjGlg20)(lg200101102020lg

38、KdB20lg|G1010010001001000000100900180度G10圖 4-18 比例環(huán)節(jié)的Bode圖相頻特性為 如圖所示，是一條與角頻率無關(guān)且與軸重合的直線。00)(jG一、一、 典型環(huán)節(jié)頻率特性的伯德圖典型環(huán)節(jié)頻率特性的伯德圖能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 電話：138934512572. 積分環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)的頻率特性是 其幅頻特性為 對數(shù)幅頻特性是 jjG1)(1)(jGlg201lg20)(lg20jG604002020dB)(L01. 01 . 01decdB/2001. 01 . 0110000900900180度）（ 圖4-19 積分環(huán)節(jié)的Bode圖100()90G

39、j 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室3.微分環(huán)節(jié)微分環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室4. 4. 慣性環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié) 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 5. 5. 一階微分環(huán)節(jié)一階微分環(huán)節(jié) 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室6. 6. 振蕩環(huán)節(jié)振蕩環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 7. 7. 二階微分環(huán)節(jié)二階微分環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室8. 8. 延時(shí)環(huán)節(jié)延時(shí)環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室二、二、 系統(tǒng)伯德圖的繪制系統(tǒng)伯德圖的繪制能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室1. 1. 比例環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié) 比例環(huán)節(jié)的

40、頻率特性為 ()G jK0101102020lgKdB20lg|G1010010001001000000100900180度G10比例環(huán)節(jié)的Bode圖典型環(huán)節(jié)頻率特性圖典型環(huán)節(jié)頻率特性圖. 00mIKeR比例環(huán)節(jié)的Nyqusit圖能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 電話分環(huán)節(jié)的頻率特性jjG1)(1)(jG604002020dB)(L01. 01 . 01decdB /2001. 01 . 0110000900900180度）（積分環(huán)節(jié)的Bode圖100()90G j 積分環(huán)節(jié)的Nyqusit圖eRmI0G090能動學(xué)院流體機(jī)械教研室3.微分環(huán)節(jié)微分環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室4.

41、 4. 慣性環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié) 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 5. 5. 一階微分環(huán)節(jié)一階微分環(huán)節(jié) 1eR0TmIG0G一階微分環(huán)節(jié)的Nyquist圖能動學(xué)院流體機(jī)械教研室6. 6. 振蕩環(huán)節(jié)振蕩環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室7. 7. 延時(shí)環(huán)節(jié)延時(shí)環(huán)節(jié)能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 頻域特征量：表征系統(tǒng)動態(tài)性能的頻域性能指標(biāo)。頻域特征量：表征系統(tǒng)動態(tài)性能的頻域性能指標(biāo)。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 電話當(dāng)頻率 接近于零時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)輸出的幅值與輸入的幅值之比。在頻率極低時(shí)， 若 A(0) = 1 則表示系統(tǒng)輸出幅值能完全準(zhǔn)確地反映輸入幅值，誤差為0 ，而 A(0) 1 ，表示系統(tǒng)有誤差。所以 A(

42、0) 的數(shù)值與 1 相差的大小，反映了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，A(0) 越接近1，系統(tǒng)的精度越高。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 電話低頻輸入信號的允許誤差復(fù)現(xiàn)頻率 幅頻特性值與A（0）的差第一次達(dá)到時(shí)的頻率值；復(fù)現(xiàn)帶寬0 表征復(fù)現(xiàn)低頻輸入信號的頻帶寬度。M2、復(fù)現(xiàn)頻率、復(fù)現(xiàn)頻率 與復(fù)現(xiàn)帶寬與復(fù)現(xiàn)帶寬0MM能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 電話諧振頻率 ：頻率特性A（）出現(xiàn)最大值 時(shí)的頻率；反映了系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的速度。相對諧振峰值 ：反映了系統(tǒng)的相對平穩(wěn)性。max()(0)rAMA3、諧振頻率、諧振頻率 與相對諧振峰值與相對諧振峰值rmaxArMmax(0)AA能動學(xué)院

43、流體機(jī)械教研室 電話：138934512574、截止頻率 與截止帶寬0b截止頻率 ，幅頻特性 A() 的數(shù)值衰減到 0.707A(0) 時(shí)所對應(yīng)的頻率；截止帶寬0 表示超出此范圍后，輸出就急劇衰減，跟不上輸入，形成系統(tǒng)響應(yīng)的截止?fàn)顟B(tài)； 高，則 A() 曲線由 A(0) 到0.707A(0) 所占據(jù)的頻率區(qū)間較寬，表明系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)快速變化的信號能力強(qiáng)，失真小。這意味著系統(tǒng)的快速性好，階躍響應(yīng)的上升時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間短，反之，系統(tǒng)的反映遲鈍，失真大，快速性差。bbbb能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室穩(wěn)定性的基本概念Routh穩(wěn)定判據(jù)Nyquist穩(wěn)定判據(jù)Bode穩(wěn)定判據(jù)系

44、統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室AAfdfc圖a為穩(wěn)定的系統(tǒng)。圖b為不穩(wěn)定系統(tǒng)。圖c中，小球在c、d范圍內(nèi)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的，故可以認(rèn)為該系統(tǒng)是條件穩(wěn)定系統(tǒng)。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室

45、能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)校正串聯(lián)校正PID校正反饋校正順饋校正 能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室誤差積分誤差積分誤差平方積分誤差平方積分廣義誤差平方積分廣義誤差平方積分能動學(xué)院流體機(jī)械教研室)(t能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室

46、串聯(lián)校正的接入位置應(yīng)視校正裝置本身的物理特性和原系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而定。一般情況下，對于體積小、重量輕、容量小的校正裝置(電器裝置居多)，常加在系統(tǒng)信號容量不大的地方，即比較靠近輸入信號的前向通道中。相反，對于體積、重量、容量較大的校正裝置(如無源網(wǎng)絡(luò)、機(jī)械、液壓、氣動裝置等)，常串接在容量較大的部位，即比較靠近輸出信號的前向通道中。Gc(s)G(s)H(s)R(s)C(s)-能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 順饋校正是將校正裝置Gc(s)前向并接在原系統(tǒng)前向通道的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)上。它比串聯(lián)校正多一個(gè)連接點(diǎn),即需要一個(gè)信號取出點(diǎn)和一個(gè)信號加入點(diǎn)。R(s)Gc(s)G2(s)H(s)G1(s)C(s)-能動學(xué)院流

47、體機(jī)械教研室反饋校正是將校正裝置Gc(s)反向并接在原系統(tǒng)前向通道的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)上，構(gòu)成局部反饋回路。G1(s)G2(s)Gc(s)H(s)R(s)C(s) 由于反饋校正裝置的輸入端信號取自于原系統(tǒng)的輸出端或原系統(tǒng)前向通道中某個(gè)環(huán)節(jié)的輸出端，信號功率一般都比較大，因此,在校正裝置中不需要設(shè)置放大電路，有利于校正裝置的簡化。但由于輸入信號功率比較大，校正裝置的容量和體積相應(yīng)要大一些。能動學(xué)院流體機(jī)械教研室反饋校正反饋校正能動學(xué)院流體機(jī)械教研室 電話 穿越頻率 系統(tǒng)響應(yīng)速度 穩(wěn)定性對系統(tǒng)：響應(yīng)速度 相位超前校正 穩(wěn)定性保持不變 一、相位超前校正一、相位超前校正c能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室能動學(xué)院流體機(jī)械教研室滯后校正網(wǎng)絡(luò)滯后校正網(wǎng)絡(luò) 頻率特性頻率特性 Ui U0 R1 C R