计算机控制系统-稳态误差 计算机控制系统-稳态误差是指计算机控制系统在稳定状态下的误差,主要包括由输入引起的误差和扰动作用下的稳态误差两部分。 一、输入引起的稳态误差 输入引起的稳态误差是指计算机控制系统在稳定状态下,由输入信号引起的误差。该误差可以通过闭环脉冲传递函数来定义,闭环脉冲传递函数可以表示为: W(z) = HG(z) / D(z) 其中,W(z)为闭环脉冲传递函数,HG(z)为系统的闭环脉冲传递函数,D(z)为系统的开环脉冲传递函数。 输入引起的稳态误差可以分为三种情况: (1)单位阶跃输入时的稳态误差 单位阶跃输入时的稳态误差可以通过闭环脉冲传递函数来计算,稳态位置误差常数可以表示为: ESS = lim(z→1) (1 - z^(-1)) \* W(z) 其中,ESS为稳态位置误差常数。 (2)单位速度输入时的稳态误差 单位速度输入时的稳态误差可以通过闭环脉冲传递函数来计算,稳态速度误差常数可以表示为: ESS = lim(z→1) (1 - z^(-1)) \* W(z) / T 其中,ESS为稳态速度误差常数,T为采样周期。 (3)单位加速度输入时的稳态误差 单位加速度输入时的稳态误差可以通过闭环脉冲传递函数来计算,稳态加速度误差常数可以表示为: ESS = lim(z→1) (1 - z^(-1)) \* W(z) / T^2 其中,ESS为稳态加速度误差常数,T为采样周期。 二、扰动作用下的稳态误差 扰动作用下的稳态误差是指计算机控制系统在稳定状态下,由扰动信号引起的误差。该误差可以通过闭环脉冲传递函数来定义,闭环脉冲传递函数可以表示为: W(z) = HG(z) / D(z) 其中,W(z)为闭环脉冲传递函数,HG(z)为系统的闭环脉冲传递函数,D(z)为系统的开环脉冲传递函数。 扰动作用下的稳态误差可以分为两种情况: (1)干扰作用在反馈系统的前向通道 干扰作用在反馈系统的前向通道的稳态误差可以通过闭环脉冲传递函数来计算。 (2)干扰作用在反馈通道 干扰作用在反馈通道的稳态误差可以通过闭环脉冲传递函数来计算。 三、稳态误差的重要概念 (1)系统的稳态误差只能在系统稳定的前提下求得。 (2)如果不能写出闭环脉冲传递函数,则输入信号不能从系统的动态特性分离出来,从而上述静态误差系数不能被定义。 (3)稳态误差为无限大并不等于系统不稳定,它只表明该系统不能跟踪所输入的信号,或者说,跟踪该信号时将产生无限大的跟踪误差。 (4)上述稳态误差是由系统的构造(如放大系数和积分环节等)及外界输入作用所决定的原理误差。 (5)系统元部件精度仍可能引入稳态误差,计算机控制系统,由于A/D及D/A字长有限,会带来附加的稳态误差。 四、结论 计算机控制系统-稳态误差是计算机控制系统中一个重要的概念,它是由输入引起的误差和扰动作用下的稳态误差两部分组成的。了解稳态误差的概念和计算方法对于设计和分析计算机控制系统非常重要。
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