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飞机示意图素材课件.ppt

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  • 卖家[上传人]:F****n
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  • 上传时间:2019-04-19
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    • 飞机示意图,给定电位器,,反馈电位器,,给定装置,,,,,放大器,,舵机,,,飞机,,反馈电位器,,,,,,垂直陀螺仪,,,,,θ0,θc,,扰动,俯仰角控制系统方块图,飞机方块图,液位控制系统,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,控制器,减速器,电动机,电位器,浮子,用水开关,Q2,Q1,c,if,,,,,,,,,SM,,,,,,结构图三种基本形式,串 联,并 联,反 馈,结构图等效变换方法,引出点移动,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,G1,G2,G3,G4,H3,H2,H1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,a,b,,,,,,,,请你写出结果,行吗?,,综合点移动,,,,错!,,G2,无用功,向同类移动,,,,G1,作用分解,,,,,,,,,,,,,,,Pk—从R(s)到C(s)的第k条前向通路传递函数,梅逊公式介绍 R-C,△=,其中:,△k求法:,△k=1-∑LA+ ∑LBLC- ∑LDLELF+…,,,,梅逊公式例R-C,,,,P1=1,△1=1+G2H2,P1△1= ?,E(s)=,,(–G2H3),R(s)[ ],N(s),(1+G2H2),(- G3G2H3),+,+,,,P2= - G3G2H3,△2= 1,P2△2=?,,梅逊公式求E(s),P1= –G2H3,△1= 1,,e,,,,,,,,,,,,,,,1,a,b,c,d,f,g,h,,C(s),R(s),,C(s),R(s),,=,1,–,–,–,–,+,+,,信号流图,,,,B,,动态性能指标定义1,,,,,,,,,上升时间tr,,,调节时间 ts,动态性能指标定义2,,,,,动态性能指标定义3,,一阶系统时域分析,单 位 脉 冲 响 应,,,单位阶跃响应,h(t)=1-e-t/T,,,,,,,h’(0)=1/T,h(T)=0.632h(∞),h(3T)=0.95h(∞),h(2T)=0.865h(∞),h(4T)=0.982h(∞),,,单位斜坡响应,,T,,,,c(t)=t-T+Te-t/T,,r(t)= δ(t) r(t)= 1(t) r(t)= t,0<ξ<1,ξ=1,ξ=0,ξ>1,二阶系统单位 阶跃响应定性分析,2,,Φ(s)=,s2+2ξωns+ωn2,,,过阻尼,临界阻尼,欠阻尼,零阻尼,,,,β,欠阻尼二阶系统动态性能分析与计算,ωn,-ξωn,,0 ξ1时:,,(0 ﹤ ξ ≤ 0.8),,设系统特征方程为:,s6+2s5+3s4+4s3+5s2+6s+7=0,劳 斯 表,,,(6-4)/2=1,1,,,,(10-6)/2=2,2,,,,7,,1,,,0,,,(6-14)/1= -8,-8,,,劳斯表介绍,劳斯表特点,4 每两行个数相等,1 右移一位降两阶,2 行列式第一列不动,3 次对角线减主对角线,5 分母总是上一行第一个元素,,,,6 一行可同乘以或同除以某正数,,ε,,,,劳斯判据,系统稳定的必要条件:,有正有负一定不稳定!,缺项一定不稳定!,系统稳定的充分条件:,劳斯表第一列元素不变号!,若变号系统不稳定!,变号的次数为特征根在s右半平面的个数!,均大于零!,劳斯表出现零行,设系统特征方程为:,s4+5s3+7s2+5s+6=0,劳 斯 表,5,1,7,5,6,6,6,0,1 劳斯表何时会出现零行?,2 出现零行怎么办?,3 如何求对称的根?,,,s2+1=0,对其求导得零行系数: 2s1,继续计算劳斯表,1,,第一列全大于零,所以系统稳定,错啦!!!,,由综合除法可得另两个根为s3,4= -2,-3,,误差定义,输入端定义:,E(s)=R(s)-B(s)=R(s)-C(s)H(s),输出端定义:,E(s)=R(s)-C(s),,,En(s)=C希-C实= –Cn(s),典型输入下的稳态误差与静态误差系数,,R(s)=R/s,r(t)=R·1(t),r(t)=V·t,R(s)=V/s2,r(t)=At2/2,R(s)=A/s3,取不同的ν,r(t)=R·1(t),r(t)=V·t,r(t)=At2/2,Ⅰ型,0型,Ⅱ型,R·1(t),,,,V·t,0,0,0,∞,At2/2,k,k,0,∞,∞,∞,静态误差系数,稳态误差,,小结:,1,2,3,非单位反馈怎么办?,啥时能用表格?,表中误差为无穷时系统还稳定吗?,减小和消除误差的方法(1,2),1 按扰动的全补偿,令R(s)=0,En(s) = -C(s) =,,令分子=0,得Gn(s) = - (T1s+1)/k1,,,这就是按扰动的全补偿,,t从0→∞全过程,各种干扰信号,,,2 按扰动的稳态补偿,设系统稳定,N(s)=1/s ,则,∴Gn(s)= -1/k1,令N(s)=0, Er(s)=,令分子=0,得Gr(s)=,s (T2s+1)/ k2,3 按输入的全补偿,设系统稳定,R(s)= 1/s2 则,4 按输入的稳态补偿,减小和消除误差的方法(3,4),,,注意:,K一变,一组根变;,K一停,一组根停;,一组根对应同一个K;,根轨迹概念,k=0时, s1=0, s2=-2,0<k<0.5 时,两个负实根 ;若s1=-0.25, s2=?,k=0.5 时,s1=s2=-1,演示rltool,,,,,G,H,,,,,,,,,,,,,闭环零极点与开环零极点的关系,模值条件与相 角条件的应用,-0.825 ξ=0.466 ω n=2.34,s1=-0.825 s2,3= -1.09±j2.07,,2.26,,,2.11,,,,2.072,K*=,= 6.0068,92.49o- 66.27o- 78.8o- 127.53o= –180o,-1.09+j2.07,求模求角例题,根轨迹方程,特征方程 1+GH = 0,,1,+,K*,,,这种形式的特征方程就是根轨迹方程,根轨迹的模值条件与相角条件,,-1,,,,,,绘制根轨迹的基本法则,1,根轨迹的条数,2,根轨迹对称于 轴,实,就是特征根的个数,3,根轨迹起始于,,终止于,,,开环极点,开环零点,,4,∣n-m∣条渐近线对称于实轴,均起于σa 点,方,向由φa确定:,k= 0,1,2, …,5,实轴上的根轨迹,6,根轨迹的会合与分离,1 说明什么,2 d的推导,3 分离角定义,,实轴上某段右侧零、极点个数之和为奇数,则该段是根轨迹,,k= 0,1,2, …,无零点时右边为零,L为来会合的根轨迹条数,,7,与虚轴的交点,或,8,起始角与终止角,根轨迹示例1,,根轨迹示例2,,,j,0,,,,,,,,,,n=1;d=conv([1 2 0],[1 2 2]);rlocus(n,d),,n=[1 2];d=conv([1 2 5],[[1 6 10]);rlocus(n,d),,零度根轨迹,特征方程为以下形式时,绘制零度根轨迹,请注意:G(s)H(s)的分子分母均首一,零度根轨迹的模值条件与相角条件,零度,绘制零度根轨迹的基本法则,,,频率特性的概念,设系统结构如图,,由劳斯判据知系统稳定。

      给系统输入一个幅值不变频率不断增大的正弦,,Ar=1 ω=0.5,ω=1,ω=2,ω=2.5,ω=4,曲线如下:,,给稳定的系统输入一个正弦,其稳态输出是与输入,同频率的正弦,幅值随ω而变,相角也是ω的函数A,B,相角问题,,① 稳态输出迟后于输入的角度为:,②该角度与ω有,,,,A,,,B,③该角度与初始,频率特性,,设系统稳定,则正弦输入时输出为:,C(s)=Φ(s)R(s)=,Cs(s)=,ct(∞)=0,∵系统稳定,∴,,频率特性,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,对数坐标系,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,倒置的坐标系,,积分环节L(ω),,,,,,,[-20],[-20],,,,[-20],,,,,,,,,,,,[+20],[+20],[+20],微分环节L(ω),,,惯性环节G(jω),φ(ω) = -tg-10.5 ω,,,,,,,,,,,0,1,-14.5,0.97,-26.6,0.89,-45,0.71,-63.4 -68.2 -76 -84,0.45 0.37 0.24 0.05,,惯性环节L(ω),,,,[-20],,,,,[-20],26dB,,,,,,,一阶微分L(ω),,,,[+20],,,,,,,,,,[+20],振荡环节G(jω),,,(0ξ1),,,,,,(0ξ0.707),振荡环节G(jω)曲线,(Nyquist曲线),,,,,,,,,,,振荡环节L(ω),,,,,,,,,[-40],,振荡环节再分析,,,,,,ωn,,,,,ωr,,,,(0<ξ <0.707),[-40],,,,,,,,,,,,2,n,n,2,2,n,S,2,S,k,(s),G,w,+,xw,+,w,=,,二阶微分,,,,,,,幅相曲线,,,,,对数幅频渐近曲线,,,[+40],ωn,,,,,,,,0ξ0.707时有峰值:,几点说明…,绘制L(ω)例题,,,[-20],,[-40],,,,,,,,,,[-20],,[-40],例题1:绘制 的幅相曲线。

      解:,求交点:,曲线如图所示:,,开环幅相曲线的绘制,,无实数解,与虚轴无交点,稳定裕度的定义,若z=p-2N中p=0,则G(jω)过(-1,j0)点时,,系统临界稳定,见下图:,G(jω)曲线过(-1,j0)点时,,同时成立!,特点:,∠ G(jω) = -180o,,,,G(jω),,,,,,j,0,1,,,ωc,ωx,,γ,,,G(jω),,∠G(jωc),,,∠G(jωc) – γ = –180o,,,稳定裕度的定义续1,,,,,-1,,,,,,,,∠ G(jωc),20lg,稳定裕度的定义续2,超前校正网络,a﹥1,低频段:1 (0dB),转折频率:,斜 率:,[+20],[-20],,,,,得,,,,,,Lc(ωm)=10lga,,例6-3,系统如图,试设计超前校正网络,,使r(t)=t 时,,迟后校正网络,b<1,低频段: 1 (0dB),,,,例6-4,,,,,,,,,设计校正网络使图示系统,,,,,,OK,,,迟后-超前校正网络,,,-10lgα,φm,-20lgα,,,,,例6-5,设未校正系统开环传递函数如下,试设计校正网络使: 1)在最大指令速度为180/s时, 位置迟后误差不超过1o; 2) 相角裕度为 45o±3o; 3) 幅值裕度不低于10dB; 4)动态过程调节时间ts不超过3秒。

      由(6-8) ~(6-10)求得,,j0(3.5) = -180o,L0(3.5)=26.8dB,采用滞后超前校正,,a=50,,,例6-5图1,26.8,例6-5图2,ts=1.65s,√,,零阶保持器,T=0.4,T=0.8,T=0.2,T=3,,,Z域等效变换,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,[1(t)+t]*=[1(t)]*+[t]*,,,E*(s),,,采样信号的频谱,ωs=2π/T为采样角频率,,Cn是傅氏系数,其值为:,,,,连续信号的频谱为,采样信号的频谱为,,,ωh,-ωh,0,,,ωh,-ωh,0,ωs,2ωs,3ωs,-3ωs,-2ωs,-ωs,,,,ωs = 2ωh,滤波器的宽度满足什么,条件时能从,得到,??!,ωs ≥ 2ωh,或:,T≤π/ωh,脉冲响。

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