(四)终值定理与稳态误差
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由于筆者水平有限,文中難免存在一些不足和錯(cuò)誤之處,誠(chéng)請(qǐng)各位批評(píng)指正。
1 穩(wěn)態(tài)誤差
在穩(wěn)定系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),穩(wěn)態(tài)值與參考值之間的差值我們稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)誤差:
2 終值定理
要分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差,我們需要計(jì)算 (lim _{t ightarrow infty} x_{(t)}) ,考慮到我們對(duì)系統(tǒng)輸出 (X(s)) 比 (x(t)) 更加熟悉,因此我們可以通過(guò) (X(s)) 的極限來(lái)求解 (lim _{t ightarrow infty} x_{(t)}) ,這就需要終值定理(Final Value Theorem):
3 彈簧阻尼系統(tǒng)的例子
還是我們熟悉的味道:
以沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)為例:
以上兩種情況下終值定理是成立的,但是終值定理的成立是有條件的,那就是這個(gè)系統(tǒng)需要是穩(wěn)定的,數(shù)學(xué)描述就是:
這個(gè)也很好理解,系統(tǒng)首先要是穩(wěn)定的才有所謂的終值才有所謂的穩(wěn)態(tài)誤差。
4 終值定理分析比例控制的穩(wěn)態(tài)誤差
在上一篇中我們發(fā)現(xiàn)對(duì)體重系統(tǒng)進(jìn)行比例控制時(shí),比例控制器并不能消除穩(wěn)態(tài)誤差,下面從數(shù)學(xué)的角度分析這種現(xiàn)象,首先計(jì)算系統(tǒng)輸出 (X(s)) ,然后計(jì)算Kp決定的系統(tǒng)的收斂域,然后就可以應(yīng)用終值定理了:
可以看到,當(dāng)Kp越小時(shí),穩(wěn)態(tài)誤差就越大。通過(guò)增大Kp來(lái)減小穩(wěn)態(tài)誤差理論上是可行的,但是由于過(guò)大的Kp會(huì)引起系統(tǒng)的超調(diào)。所以我們并不能無(wú)限制的增大Kp,因此我們就需要引入一個(gè)新的控制器——積分控制器。在下一篇會(huì)介紹PI控制器
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的(四)终值定理与稳态误差的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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