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【利用Matlab求穩(wěn)態(tài)誤差的兩種方法】 穩(wěn)態(tài)誤差的兩種定義

發(fā)布時間:2020-02-16 來源: 歷史回眸 點擊:

  摘要:穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)控制精度或抗擾動能力的一種度量,它是穩(wěn)態(tài)性能的一個重要指標。本文介紹利用Matlab的控制系統(tǒng)工具箱和Simulink工具箱求取系統(tǒng)誤差穩(wěn)態(tài)的兩種不同方法,即編寫函數(shù)與使用仿真工具箱分別求取。
  關鍵詞:穩(wěn)態(tài)誤差;仿真;matlab
  中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A
  
  1 引言
  
  穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)控制精度或抗擾動能力的一種重要度量。在分析控制系統(tǒng)時,我們既要研究系統(tǒng)的瞬態(tài)響應,如達到新的穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間,同時也要研究系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性,以確定對輸入信號跟蹤的誤差大小。在Matlab的控制系統(tǒng)工具箱里卻沒有相關的函數(shù)來求取這一重要的穩(wěn)態(tài)性能指標。
  
  2 穩(wěn)態(tài)誤差的基本原理
  
  如果在穩(wěn)態(tài)時,系統(tǒng)的輸出量與輸入量不能完全吻合,就認為系統(tǒng)有穩(wěn)態(tài)誤差。這個誤差表示系統(tǒng)的準確度。?
  2.1 誤差的定義
  
  結(jié)論:0型和1型不能跟蹤?r(t)=a??0?2t??2??,2型可跟蹤但有誤差,3型及以上才有準確跟蹤。
  
  3 利用控制系統(tǒng)工具箱計算系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差
  
  從以上穩(wěn)態(tài)誤差的基本原理可知,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的型別和系統(tǒng)的輸入有關。以下通過Matlab的控制系統(tǒng)工具箱進行穩(wěn)態(tài)誤差的求取。?
  3.1 編寫函數(shù)求取穩(wěn)態(tài)誤差
  以下為用Matlab編寫的求穩(wěn)態(tài)誤差的函數(shù)。
  
  其中三個輸入模塊分別為單位階躍、單位斜坡輸入和構(gòu)造的一個單位加速度子模塊。
  三個輸入分別得到系統(tǒng)的誤差波形如下:
  
  單位加速度輸入,穩(wěn)態(tài)誤差為無窮大。
  這與通過理論分析得到的穩(wěn)態(tài)誤差值一致。
  在Matlab的控制系統(tǒng)工具箱里卻沒有相關的函數(shù)來求取這一重要的穩(wěn)態(tài)性能指標。通過編寫求穩(wěn)態(tài)誤差函數(shù)可以較為簡單的求取穩(wěn)態(tài)誤差,而通過Simulink工具箱可以非常直觀的求穩(wěn)態(tài)誤差,并且利于理解其含義。?
  
  參考文獻?
  [1]張靜等.Matlab在控制系統(tǒng)中的應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.?
  [2]王正林等.Matlab/Simulink與控制系統(tǒng)仿真[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.?
  [3]何衍慶等.控制系統(tǒng)分析、設計和應用――Matlab語言的應用[M].北京:化學工業(yè)出版社, 2003. ?
  [4]胡壽松.自動控制原理簡明教程(第四版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
  
  注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”

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