文档介绍：第四章
计算机控制性能指标描述
概述
控制系统总是要求实际的被控对象,在给定信号的作用下达到稳定、快速和准确的性能指标。
计算机控制系统,相对于一般控制系统而言,具有更多的功能可以实现,即系统能实现最佳的性能指标。
本章描述控制系统的基本性能指标,以及这些性能指标与系统的固有参数和设计参数的关系,从而为分析和设计控制系统提供了依据。
本章内容
计算机控制系统的性能及其指标
线性离散系统的稳定性分析
离散系统的稳态误差分析
线性离散系统的动态响应分析
计算机控制系统的性能及其指标
性能:
稳定性
能控性
能观测性
稳态特性
动态特性
性能指标:
稳定裕量
稳态指标
动态指标
综合指标
定义:通常将系统受到给定值或干扰信号作用后,控制被控量变化的全过程称为系统的动态过程。
工程上常从稳、快、准三个方面来评价控制系统。
稳: 指动态过程的平稳性。
快: 指动态过程的快速性。
准: 指动态过程的最终精度。
稳: 指动态过程的平稳性
控制系统动态过程曲线
如上图所示,系统在外力作用下,输出逐渐与期望值一致,则系统是稳定的,如曲线①所示;反之,输出如曲线②所示,则系统是不稳定的。
快: 指动态过程的快速性
快速性即动态过程进行的时间的长短。过程时间越短,说明系统快速性越好,反之说明系统响应迟钝,如曲线①所示。
稳和快反映了系统动态过程性能的好坏。既快又稳,表明系统的动态精度高。
准: 指系统在动态过程结束后,其被控量(或反馈量)与给定值的偏差,这一偏差称为稳态误差,是衡量稳态精度的指标,反映了系统后期稳态的性能。
以上分析的稳、快、准三方面的性能指标往往由于被控对象的具体情况不同,各系统要求也有所侧重,而且同一个系统的稳、快、准的要求是相互制约的。
稳定性
发散振荡
系统不稳定,不允许存在,容易造成严重事故。
等幅振荡
系统临界稳定,在实际系统中也是不允许的。
衰减振荡
当调节器参数选择合适时,系统可以在比较短的时间内,以比较少的振荡次数,比较小的振荡幅度回复到给定值状态,得到比较满意的性能指标。
非周期衰减
当调节器参数选择合适时,可以使系统既无振荡,又比较快地结束过渡过程。
稳定性结论
控制系统只有稳定,才有可能谈得上控制系统性能的好坏或优劣
计算机控制系统的稳定性跟连续控制系统的稳定性一样,也是一个重要的概念
稳定性分析也是计算机控制理论中的一个重要的内容。