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基于伯德图的系统稳态性能分析

【摘要】:系统的稳态性能是由系统的开环增益k和系统在原点的开环极点数N决定的,K和N一旦被确定,系统的稳态误差系数KP、KV、Ka也就被确定。在伯德图上是很容易确定K和N这两个参数的。根据开环系统对数幅频特性:在低频段,即认为,则对数幅频特性可写成L(ω)=20lgK-20×Nlgω显然,开环增益K和系统型数N的确定发生在低频段。由图可知,低频段斜率为零,其幅值为20lgK,则可以确定稳态位置误差系数KP。图5-47Ⅱ型系统对数幅频特性的低频部分

系统的稳态性能是由系统的开环增益k和系统在原点的开环极点数N(系统的类型)决定的,K和N一旦被确定,系统的稳态误差系数KP、KV、Ka也就被确定。在伯德图上是很容易确定K和N这两个参数的。

根据开环系统对数幅频特性

在低频段,即认为,则对数幅频特性可写成

L(ω)=20lgK-20×Nlgω

显然,开环增益K和系统型数N的确定发生在低频段。

1.0型系统

0型系统对数幅频特性的低频部分如图5-45所示。由图可知,低频段斜率为零,其幅值为20lgK,则可以确定稳态位置误差系数KP

图5-45 0型系统对数幅频特性的低频部分

2.Ⅰ型系统

Ⅰ型系统对数幅频特性的低频部分如图5-46所示。可以发现,低频段斜率为-20 dB/dec,与0分贝线交点[如图5-46(a)所示]或低频段延长线与0分贝线交点[如图5-46(b)所示]的频率为K;低频渐近线或其延长线过[ω=1,L(ω)=20lgK]点。由此可以确定K,则可以确定稳态速度误差系数KV

图5-46 Ⅰ型系统对数幅频特性的低频部分

3.Ⅱ型系统

Ⅱ型系统对数幅频特性的低频部分如图5-47所示。可以发规,低频段斜率为-40 dB/dec,与0分贝线交点[如图5-47(a)所示]或低频段延长线与0分贝线交点[如图5-47(b)所示]的频率为;低频渐近线或其延长线过[ω=1,L(ω)=20lgK]点。由此可以确定K,则可以确定稳态加速度误差系数是Ka

图5-47 Ⅱ型系统对数幅频特性的低频部分