自动控制原理 课件 讨论3 自动控制系统的时域分析_第1页
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讨论3：自动控制系统的时域分析下周一讨论内容：第5、6组主持

第五组：（1）自主问题至少2个（2）讨论P、I、D三个典型环节的意义和作用（分别画出单位阶跃响应曲线进行分析说明）（3）以RLC电路为例，分析其在各种组尼状态下参数的特点及意义。

第六组：（1）自主问题至少2个（2）教材习题3-12，3-13进行解答（3）总结时域分析法的基本思基本方法和学习要点【例1】试讨论P、I、D三种典型环节的意义及作用。解：（1）比例环节（P调节器）数学模型：在系统中主要起控制作用，比例系数K的大小表示控制作用的强弱。K越大，控制作用越强。常用的有：各种比例运算放大器。（2）积分环节（I调节)数学模型：（T为积分时间常数）具有记忆功能，用来提高控制精度，改善系统稳态性能。（3）微分环节（D调节器）数学模型：（τ为微分时间常数）具有超前控制功能，用来改善系统动态快速性和平稳性。三种典型环节的单位阶跃响应及作用【例2】求三种典型电路的传递函数，并分析其作用。结论：三种典型环节组成的控制器通常有：PI、PD、PID三种，分别用于不同场合。如恒值系统，多用PI控制器，以提高控制精度；随动系统多用PD控制器，以提高跟随速度；对于性能要求较高的控制系统，则用PID控制器，以提高系统的综合性能。【例3】位置随动系统结构如图，要求：（1）分析系统动态性能指标与系统结构参数的关系；（2）若已知K0=K01K02=16s-1，T0=0.25s，求系统的σ%和ts；（3）若使σ%=10%，并保持T0=0.25s不变，K0应取何值？R(s)C(s)解：（1）系统由比例（K0=K01K02）、惯性、积分3个环节组成。系统闭环传递函数为：与二阶系统标准传递函数比较得：由此关系可知：开环增益K0越大，惯性时间常数T0越小，系统时间常数T越小，动态快速性越好；但开环增益K0和惯性时间常数T0增大，系统阻尼比ζ将减小，超调量σ%增大，动态平稳性将变差。实际上，一般T0是固定参数，而K0是各环节总的传递增益，是可以调整的。在T0给定的情况下，可以通过调整K0满足一定的动态指标要求。（2）（3）结论：比较（2）和（3）结果可知，K0的减小，可使σ%减小，平稳性改善；但ts只由T0决定，快速性不变。

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