机械控制工程基础6.6PPT文档格式.ppt
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不可避免的。
6.6顺馈校正顺馈校正(或称顺馈补偿或称顺馈补偿)顺馈校正的特点是不依靠偏差而直接测量干扰,顺馈校正的特点是不依靠偏差而直接测量干扰,在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿,及时消在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿,及时消除干扰的影响。
因此,对系统进行顺馈补偿的前提除干扰的影响。
因此,对系统进行顺馈补偿的前提是干扰可以测出。
是干扰可以测出。
图所示是一个单位反馈系统。
其中图是一般的图所示是一个单位反馈系统。
其中图是一般的闭环反馈系统,闭环反馈系统,E(s)0若要使若要使E(s)=0,即使即使Xo(s)=Xi(s),则可在系统中加入顺馈校正环节则可在系统中加入顺馈校正环节Gc(s),如图所示,加入如图所示,加入Gc(s)后后,Xi(s)Xo(s)E(s)-+G2(s)G1(s)+Xi(s)Xo(s)E(s)Gc(s)-+G1(s)G2(s)此式表示顺馈补偿为此式表示顺馈补偿为开环补偿开环补偿,相当于系统通,相当于系统通过过Gc(s)G2(s)增加了一个输出增加了一个输出Xo2(s),以补偿原来以补偿原来的误差。
图所示系统的等效闭环传递函数为的误差。
图所示系统的等效闭环传递函数为+Xi(s)Xo(s)E(s)Gc(s)-+G1(s)G2(s)当当Gc(s)=1/G2(s)时,时,Gc(s)=1,即即Xo(s)=Xi(s),所所以以E(s)=0。
这称为这称为全补偿的顺馈校正全补偿的顺馈校正。
上述系统虽然加了顺馈校正,但稳定性并不受上述系统虽然加了顺馈校正,但稳定性并不受影响,因为系统的特征方程仍然是影响,因为系统的特征方程仍然是1+G1(s)G2(s)=0。
这是由于顺馈补偿为开环补偿,其传递路线没有这是由于顺馈补偿为开环补偿,其传递路线没有参加到原闭环回路中去。
参加到原闭环回路中去。
例例我国古代指南车的工作原理如第一章第节中图所示。
从我国古代指南车的工作原理如第一章第节中图所示。
从自动控制角度分析,这是一个顺馈校正系统。
被控制量自动控制角度分析,这是一个顺馈校正系统。
被控制量jj即即是木仙人所指的方向。
这个系统是木仙人所指的方向。
这个系统(指南车的齿轮系等指南车的齿轮系等)保证;
保证;
在车子朝任意方向转弯时在车子朝任意方向转弯时(即有扰动作用即有扰动作用DDf时时),被控制量,被控制量jj不变。
其方框图如图所示。
不变。
K1为车转弯时影响方向为车转弯时影响方向jj的转移的转移系数。
系数。
K2为车转弯时通过齿轮系影响方向为车转弯时通过齿轮系影响方向jj的转移系数。
当的转移系数。
当出现扰动出现扰动DDf时时K1DDfK2+齿轮系齿轮系车身车身DjDj由于指南车设计、制作时由于指南车设计、制作时保证保证K2=-K1,所以所以即指南车不论朝何方向运动,木仙人指向不变指向南方。
即指南车不论朝何方向运动,木仙人指向不变指向南方。
为减小顺馈控制信号的功率,大多将顺馈控制为减小顺馈控制信号的功率,大多将顺馈控制信号加在系统中信号综合放大器的输入端。
同时,信号加在系统中信号综合放大器的输入端。
同时,为了使为了使Gc(s)的的结构简单,在绝大多数情况下,不要结构简单,在绝大多数情况下,不要求实现全补偿,只要通过部分补偿将系统的误差减求实现全补偿,只要通过部分补偿将系统的误差减小至允许范围之内便可。
小至允许范围之内便可。