——自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標電機控制技術工作單位：邢臺職業(yè)技術學院主講：李光舉目錄⒈動態(tài)跟隨性能指標11.1上升時間22.動態(tài)抗擾性能指標51.2超調量與峰值時間31.3調節(jié)時間42.1動態(tài)降落62.2恢復時間5控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標

自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括：

1.跟隨性能指標2.抗擾性能指標下面給出具體的解釋。

系統(tǒng)典型的階躍響應曲線±5%（或±2%）

0Otrts圖1典型階躍響應曲線和跟隨性能指標1.跟隨性能指標

在給定信號或參考輸入信號的作用下，系統(tǒng)輸出量的變化情況可用跟隨性能指標來描述。常用的階躍響應跟隨性能指標有tr—

上升時間—

超調量ts—

調節(jié)時間1.1—

上升時間tr從系統(tǒng)圖加階躍給定信號開始到響應第一次達到穩(wěn)態(tài)值所經過的時間，它表征動態(tài)響應的快速性。1.2—

超調量與峰值時間在階躍響應過程中，時間超過以后，輸出量有可能繼續(xù)升高，到達最大值以后回落。和穩(wěn)態(tài)值之間的差與穩(wěn)態(tài)值的比稱為超調量，常用百分數(shù)表示，即超調量反映系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。超調量越小，相對穩(wěn)定性越好。系統(tǒng)階躍響應從零開始，到達最大值所經歷的時間，稱為峰值時間。1.3—

調節(jié)時間ts調節(jié)時間又稱為過渡過程時間，它衡量整個輸出量調節(jié)過程的快慢。理論上線性系統(tǒng)的輸出過渡過程要到時才結束，但實際上由于存在各種非線性因素，過渡過程到一定時間就終止了。為了在線性系統(tǒng)階躍響應曲線上表示調節(jié)時間，認為響應進入穩(wěn)態(tài)值附近一個小的誤差帶內（可取或）并不再出來時，系統(tǒng)的過渡過程就結束了。將響應進入并不再超出該誤差帶所需要的時間定義為調節(jié)時間ts。調節(jié)時間既反映了系統(tǒng)響應的快速性，也能反映系統(tǒng)的穩(wěn)定性。突加擾動的動態(tài)過程和抗擾性能指標圖2突加擾動的動態(tài)過程和抗擾性能指標±5%（或±2%）

O

tmtvCb2.抗擾性能指標抗擾性能指標標志著控制系統(tǒng)抵抗擾動的能力。常用的抗擾性能指標有Cmax

—

動態(tài)降落tv

—

恢復時間

⑴動態(tài)降落Cmax系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，突加一個約定的標準階躍擾動量，所引起的輸出量的最大降落值Cmax稱作動態(tài)降落。一般用和原穩(wěn)態(tài)值之比Cmax/C∞1的百分數(shù)來表示（或用某基準值Cb的百分數(shù)來表示）。輸出量在動態(tài)降落后逐漸恢復，達到新的穩(wěn)態(tài)值，是系統(tǒng)在該擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，即凈差。動態(tài)降落一般都大于穩(wěn)態(tài)誤差。調速系統(tǒng)的突加額定負載擾動時轉速的動態(tài)降落稱作動態(tài)速降Δnmax。⑵恢復時間tv

從階躍擾動作用開始到輸出量基本上恢復到穩(wěn)態(tài)，距新穩(wěn)態(tài)值之差進入某基準值的（或）范圍之內所需要的時間，定義為恢復時間，見上圖2所示。其中稱作抗擾指標中輸出量的基準值，可視具體情況選定。如果允許的動態(tài)降落較大，就可以新穩(wěn)態(tài)值作為基準值。如果允許的動態(tài)降落較小，例如小于（這是常有的情況），則按進入范圍來定義的恢復時間只能為零，這樣就沒有意義了，所以必須選擇一個比穩(wěn)態(tài)值更小的作為基準。實際控制系統(tǒng)對于各種動態(tài)指標的要求各不相同。例如可逆軋鋼機需要連續(xù)正反向軋制許多道次，因而對轉速的動態(tài)跟隨性能指標和抗擾性能指標都有較高的要求，而一般生產中使用的不可逆調速系統(tǒng)則主要要求一定的動態(tài)抗擾性能，其跟隨性能如何要求不是很高。工業(yè)機器人和數(shù)控機床用的位置隨動系統(tǒng)需要很強的跟隨性能，而大型天線的隨動系統(tǒng)除需要良好的跟隨性能外，對抗擾性能也有一定的要求。多機架連軋機的調速系統(tǒng)要求動態(tài)抗擾