自動控制理論實用教案

1、會計學1自動控制自動控制(z dn kn zh)理論理論第一頁，共42頁。,141713131512121311170613150412130211bbaabcbbaabcbbaabcaaaaabaaaaabaaaaab第1頁/共42頁第二頁，共42頁。第2頁/共42頁第三頁，共42頁。第3頁/共42頁第四頁，共42頁。第4頁/共42頁第五頁，共42頁。第5頁/共42頁第六頁，共42頁。G(s)H(s)E(s)B(s)R(s)C(s) 控制系統(tǒng)框圖)()()()(sCsHsRsE)()()(sHsEsE第6頁/共42頁第七頁，共42頁。)()()()(sRsHsGsE11)()()()(lim

2、limsHsGssRssEessss100第7頁/共42頁第八頁，共42頁。第8頁/共42頁第九頁，共42頁。 )1 ()1)(1 ()1 ()1)(K(1G(S)H(S) 2121sTsTsTssssvnvm012第9頁/共42頁第十頁，共42頁。 1lims lime 0s0sss)()()()(sHsGsRssE控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差值時和試求當輸入信號分別為傳遞函數(shù)為設單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)例,sin)()(,wttrttrTs2211G(s) .第10頁/共42頁第十一頁，共42頁。因而是允許的。際所求一致但與實在坐標原點不解析盡管在數(shù)學上由終值定理時時當解, , limsE(s)lime

3、(2) e t T)-T(teTe(t) -1R(s)E(s) (1) R(s) tr(t) (s):1/T)s(s10s0sssss-21/TSTSTST1/T)(SS1S12211S(S)11eTt22223)()()(/ssEsHsGTSG第11頁/共42頁第十二頁，共42頁。.)( )(lim)(lim)(,)(,sincos)(sincos)( )()()()()(的錯誤結論否則得出算穩(wěn)態(tài)誤差值不能采用終值定理來計所以此時軸上不解析應當注意正弦函數(shù)在虛這里0s1e , 0e 11e 111e(t) s11 s1111 s11E(s) sR(s) 322200ssss222222ss2

4、22222222222322222222222 TssssEtTTtTTttTTtTTeTTTTsTTTsTTTsssHsGsRssTt第12頁/共42頁第十三頁，共42頁。位置(wi zhi)（階躍）誤差系數(shù) 終值定理(dngl)： )(lim)(limssEteestss0)()(lim)()()(lim)(limsGssRsHsGsRssSEessrsssr111000SsR1)(PssssrKsGsGe11111100)(lim)(lim21SsR)( KsSGsSGSessssr11100)(lim)(lim31SsR)(KasGSsGSSessssr11120220)(lim)(l

5、im)(limsGKsP0)(limsSGKs0 斜坡（速度）誤差系數(shù)拋物線（加速度）誤差系數(shù))(limsGSKas20第13頁/共42頁第十四頁，共42頁。niimjjsTsTKsG1111)()()(K11sseKsGKsP)(lim0第14頁/共42頁第十五頁，共42頁。)s(GlimK0sP1n1iim1jj)1ST( S)1ST(K)s (G0sse第15頁/共42頁第十六頁，共42頁。)s(GlimK0sP21211 1niimjjSTSSTKsG)()()( II 型系統(tǒng)，階躍輸入時誤差(wch)系數(shù)無窮大0sse II 型系統(tǒng)，階躍輸入時沒有穩(wěn)態(tài)誤差,輸出最終(zu zhn)等

6、于輸入第16頁/共42頁第十七頁，共42頁。tvtr0)(constv 020SvsR)()(limsSEesss0)()(limsHsGSvSs1200)()(limsHsSGSvs00Kvv0100vssSKsGsSHKvlim)()(lim第17頁/共42頁第十八頁，共42頁。aK2021tatr)(consta 030SasR)()(limsSEesss0)()(limsHsGSaSs1300)()(limsHsGSSas2200Kaas00 lim2020vssSKsHsGSKalim)()(lim32100vvKvKa,302100vvconstKavess,第18頁/共42頁第十

7、九頁，共42頁。pKKvKa第19頁/共42頁第二十頁，共42頁。擾動作用(zuyng)下的穩(wěn)態(tài)誤差)(1sG)(2sGR(s)E(s)C(s)D(s) 圖3-2 閉環(huán)控制系統(tǒng))(sCD)(sED)()()(1)()(212sDsGsGsGsCD)()(2)(11)(2)()(sDsGsGsGsDCsDE根據(jù)終值定理求得在擾動作用(zuyng)下的穩(wěn)態(tài)誤差為)()()(1)()(21200limlimsDsGsGssGssEesDssf第20頁/共42頁第二十一頁，共42頁。第21頁/共42頁第二十二頁，共42頁。第22頁/共42頁第二十三頁，共42頁。第23頁/共42頁第二十四頁，共42頁。

8、KR10 0Rtr0R 000tcKmee,011RKe KKRtcKKRm1100和KRe10第24頁/共42頁第二十五頁，共42頁。第25頁/共42頁第二十六頁，共42頁。 21ssRsC 24141212ssssC tettc2414121 1tr 第26頁/共42頁第二十七頁，共42頁。21KK 、第27頁/共42頁第二十八頁，共42頁。 解 因為(yn wi)該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 222210KasssKKsCslim21K09021. eMp 第28頁/共42頁第二十九頁，共42頁。75012. npt222122212nnnssKKassKK 125sn. 24. 62,04.

9、2722 . 522nanK第29頁/共42頁第三十頁，共42頁。0)(Rtrtvtr0)(tatr2021)(KR10Kv0Ka0第30頁/共42頁第三十一頁，共42頁。11j cbsssKsG25021.,vvssKKecKcKKv5050.,. pspspsKpsssKKcsbssKsT22222223223)(sG222) 11)(11(ssjsjs第31頁/共42頁第三十二頁，共42頁。Kpcpbp22223124bpKc, 2322ssssG第32頁/共42頁第三十三頁，共42頁。1)(sGc ssKsGpc1第33頁/共42頁第三十四頁，共42頁。020501502010523s

10、ssssss2015207500201505010123ssss/ )(第34頁/共42頁第三十五頁，共42頁。 1051202ssssKsGsGpc02020501501201052342pppKsKssssKsss第35頁/共42頁第三十六頁，共42頁。pppppppppKsKKKKsKKsKsKs2015207503002020750151120152075020201532050140)(第36頁/共42頁第三十七頁，共42頁。; 0pK25260.pK;.537020750ppKK2526040010500.ppKK第37頁/共42頁第三十八頁，共42頁。 01aassRsE,ttr cos)( te assssE22 asCjsBjsAassssE 22222121 aaCjaBjaA, te第38頁/共42頁第三十九頁，共42頁。 attjtjeaaejaejate222121 a arctanateaata22221 cos第39頁/共42頁第四十頁，共42頁。第40頁/共42頁第四十一頁，共42頁。)()(