自动控制系统及应用 第六章自动控制系统的稳态性能分析 自动控制系统的输出量一般都包含着两个分量:一个是暂态分量,另一个是稳态分量。 暂态分量反映控制系统的动态性能。对于稳定的系统,暂态分量随着时间的推移,将逐渐减 小并最终趋于零。稳态分量反映控制系统跟踪给定量和抑制扰动量的能力和准确度。对于稳 定的系统来说,稳态性能的优劣一般是以稳态误差的大小来度量 由于稳态误差始终存在于系统工作过程之中,因此在设计控制系统时,除了首先要保证 系统能稳定运行外,其次就是要求系统的稳态误差小于规定的容许值。 本章着重建立有关稳态误差的概念,介绍稳态误差的分析和计算方法,并将讨论减小稳 态误差的途径。 61系统稳态误差的概念 为建立稳态误差的概念,需要对控制系统的误差给出确切的定义,同时要明确系统的误 差和偏差的区别以及它们的联系 611系统的误差e()与偏差(1) 设c1(1)为控制系统的希望输出,c(1)为其实际输出,则误差e()定义为: e(D)=c1()-c( 其拉氏变换记为E(s) E(S=CH(S)-C(s 系统的偏差则是以输入端为基准来定义的,记为ε(1), E(1)=r(1)-b(1) 其拉氏变换记为6(s) (s)=R(s)-B(s)=R(S)-H(SC(s) (6.2) 式中H(s)为反馈回路的传递函数 H(S) E(s) 由此可见,系统的误差e(1)和系统的偏差e(t) 一般情况下并不相同。 现绘出图61来求E(s)与E(s)之间的关系。 图61E(s)与6(m)关系框图自动控制系统及应用 165 第六章 自动控制系统的稳态性能分析 自动控制系统的输出量一般都包含着两个分量：一个是暂态分量，另一个是稳态分量。 暂态分量反映控制系统的动态性能。对于稳定的系统，暂态分量随着时间的推移，将逐渐减 小并最终趋于零。稳态分量反映控制系统跟踪给定量和抑制扰动量的能力和准确度。对于稳 定的系统来说，稳态性能的优劣一般是以稳态误差的大小来度量。 由于稳态误差始终存在于系统工作过程之中，因此在设计控制系统时，除了首先要保证 系统能稳定运行外，其次就是要求系统的稳态误差小于规定的容许值。 本章着重建立有关稳态误差的概念，介绍稳态误差的分析和计算方法，并将讨论减小稳 态误差的途径。 6.1 系统稳态误差的概念 为建立稳态误差的概念，需要对控制系统的误差给出确切的定义，同时要明确系统的误 差和偏差的区别以及它们的联系。 6.1.1 系统的误差 et() 与偏差  ()t 设 H c t() 为控制系统的希望输出， ct() 为其实际输出，则误差 et() 定义为： H e t c t c t ( ) ( ) ( ) = − 其拉氏变换记为 E s( ) H E s C s C s ( ) ( ) ( ) = − （6.1） 系统的偏差则是以输入端为基准来定义的，记为  ()t ，  ( ) ( ) ( ) t r t b t = − 其拉氏变换记为  ( )s  ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) s R s B s R s H s C s =−=− (6.2) 式中 H s( ) 为反馈回路的传递函数。 由此可见，系统的误差 et() 和系统的偏差  ()t ， 在一般情况下并不相同。 现绘出图 6.1 来求 E s( ) 与  ( )s 之间的关系。 图 6.1 E s( ) 与  ()t 关系框图 + 图8.1 (s)与 关系框图 - + (s) - 1 r