1、主要问题 Q1 极点 位置如何决定系统的 动态特性 Q2 任意配置系统极点应满足的条件是什么 Q3 如何利用极点配置实现锅炉汽温控制系统问题 1极点位置如何决定系统的动态特性?稳定极点位置与系统稳定性 系统传递函数=0极 点不稳定系统稳定条件: 系统的极点全部落在 S的左半平面。 系统的稳定性在扰动作用下,系统暂时偏离平衡状态,当扰动消失后,经过有限的时间,能够返回到平衡状态。其中: 为阻尼系数, 为自由振荡频率。极点为 二阶欠阻尼系统 ( )的传递函数为:极点位置与系统 的 动态特性间的关系ty(t)01其中欠阻尼状态( )下,系统的阶跃响应为:拉氏反变换,可以得到时域系统的阶跃响应为:极点
2、位置与系统的动态特性间的关系 峰值时间 tp令 求得 :ty(t)01tp自由振荡频率越大,阻尼比越小,调整时间越短,系统响应速度越快。 超调量 解的 ty(t)01tp% 阻尼比越小,超调量越大,系统越不稳定。极点位置与系统的动态特性间的关系 调节时间 tsty(t)01 ts误差带 自由振荡频率和阻尼比越大,系统调节时间越短,系统调节速度越快。系统的极点位置不仅决定系统的稳定性,同时也直接决定着系统的性能。结论:放松一下例: 现有一个三阶系统,工艺上要求其满足最大超调量 , 5% 调整时间为 ,试确定该系统的特征多项式。分析: 原系统为三阶,希望极点个数为 3个。根据主导极点的概念,选取一对共轭复数极点 、 ,作为主导极点,主要决定系统的动态性能;而第三个极点 远离 、 ,其对系统的动态性能影响可以忽略。1、根据指标函数,确定主导极点:求解上述方程可得: 、 ,于是可得系统的极点为 任意配置系统极点应满足的条件是什么?放松一下2、考虑到 应远离主导极点,选择其实部大于 ,可取 。则系统的特征多项式为:问题 2任意配置系统极点应满足的条件是什么?