自动控制二阶系统的标准形式,1 / s是单位步骤输入的LASS更改。 h(s)= g(s)* r(s); R(s)= 1 / s,传递函数g是二阶,您尚未学习的基本概念
什么是二阶系统,通过数学模型对控制系统的形式进行分类。它是具有数学模型的系统,以表示二阶线性标准化方程。二阶系统的形式可以由对应于相应的传递函数W对应的多项式P(S)使用。 )歧视和分裂。 P(s)的一般形式是转化操作员S的次级三个代数配方。在归一化之后,可以记录为代数方程P(s)= 0的根,并且可能发生四种情况:1。在两个真实根的情况,对应于两种系列的一阶系统。如果两个根部是阴性的,则它是非循环趋同的稳定条件。 2.当A1 = 0,A2> 0时,即,一个对虚拟根的共轭的情况导致频率固定到振荡,这是系统不稳定的表现。 3.当A1 <0,a1-4a2<0,即共轭复根有正实部的情况,对应于系统中发生发散型的振荡,也是不稳定的一种表现. 4.当a1> 0,A1-4A2 <0,即共轭复根有负实部的情况,对应于收敛型振荡,且实部和虚部的数值比例对输出过程有很大的影响.一般以阻尼系数ζ来表征,常取 在0.4~0.8之间为宜.当ζ>振荡后,效果不显着,输出较慢。当<0.4时,输出具有显着的振荡和大量漏洞,并且衰减也很慢,在控制系统中也是不希望的。
二阶系统的特征根据哪些不同形式,分别称为什么系统,首先,一阶系统描述了一阶微分方程中描述的系统。二,一阶系统的典型数学模型,典型输入响应单元阶跃响应。 Y(t)特性:(1)由动态分量和稳态组件的两部分组成。 (2)是一种单调的上升指数曲线。 (3)当t = t,y = 0.632时。 (4)曲线的初始斜率为1 / t。性能分析:(1)ultravationσ%不存在。 (2)TS = 3T或4T。 2.单位斜坡响应Y(t)的特性:(1)由动态分量和稳态组件由两部分组成。 (2)输入和输出之间存在跟踪误差,误差值等于系统时间常数“T”。 3.单位抛物线响应的特征Y(t):有一个错误或输入和输出之间,这意味着一阶系统无法跟踪单位抛物线输入信号。 4.单位脉冲响应的特性Y(T):Y(∞)T→∞的输出值。一阶系统的两个描述典型输入响应:(1)当输入信号是单位抛物线信号时,无法跟踪输出。 (2)三个响应之间的关系:系统对输入信号差分(集成)的响应等于输入信号响应的差分(积分)。 4,二阶系统,典型的数学模型:相应的系统配置:相应的微分方程:二阶系统的典型数学模型:开环传输功能开环传输功能5,单位步骤当初始条件为0时,典型二阶系统的响应,当单位步骤信号:特征方程的根目录时输入特征方程:二阶系统响应特性取决于ξ和wn的两个参数,取决于wn。阻尼情况(ξ> 1)饲料和分配:阶段响应:响应曲线:2.需要DRAM(ξ<1)的情况特征根及分布情况:阶跃响应: 响应曲线: 3.临界阻尼 (ξ =1)的情况特征根及分布情况:阶跃响应:响应曲线: 4.阻尼情况(ξ= 0)特征根和分布:步骤响应:响应曲线:结论:结论:结论:结论:结论:结论:结论: 1.不同的阻尼比具有不同的响应,确定系统的动态性能。2,实际工程系统仅为0 < ξ< 1才具有现实意义。六、二阶系统动态特性指标二阶系统的闭环传递函数为:对应的单位阶跃响应为:当阻尼比为 0< ξ< 1时,则系统响应如图上升时间 :在暂态过程中第一次达到稳态值的时间。对于二阶系统,假定情况 0< ξ< 1下,暂态响应:令t=tr 时,则y(tr)=1经整理得 2.最大夸张σ%:瞬态过程最大数量超过稳态值的百分比。也就是说:在期间最大的逾折叠发生第一周期TTP,称为TP峰值时间。时间在T = TP时间上给出Y(t),这使得它等于零。已经组织成进入超电压公式。调整时间TS:输出y(t)和稳态值y(∞)之间的偏差达到允许范围(±2%至±5%),并保持在允许范围内。结论:如果二阶系统具有令人满意的性能指标,则有必要选择合适的ξ,WN。通过增加开环放大系数k可以增加T S来减小。增加阻尼比,最小化振荡可以通过减小开口循环来实现。示例具有后续系统的位置,结构图如下图所示,其中k = 4.(1)请求自然振荡角频率和系统阻尼比; (2)要求系统的过冲和调整时间; (3)如果阻尼比率等于0.707,系统应该在系统扩大系统时变化?解决方案(1)系统的闭环传递函数被写为标准形式(2)超调和调整时间(3)要求ξ= 0.707,七,提高二阶系统的动态性能 - 差分( PD)系列在校正校正网络之前:校正网络后:校正后等效阻尼系数:2.输出图和负反馈并行旋转校正网络:校正网络后:两个校准方法校正,等。有效阻尼系数:自抑制以来系数增加,过冲降低,从而提高了系统的动态性能。
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河康镇)
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