階躍響應超調和幅頻諧振(轉自 伺服閥及電液伺服系統)

   現在電液伺服系統對動態要求越來越高。動態一般是看階躍響應曲線和伯德圖。階躍響應是考察時域特性,伯德圖是考察頻域特性。
階躍響應包括兩個重要指標:上升時間和超調量
伯德圖也包括兩個重要指標:-3DB對應的帶寬和諧振
一般的電液系統都可以看成二階震蕩系統,對于二階系統,當阻尼系數<0.707時,頻域的震蕩指標Mr(諧振峰值)和時域的阻尼系數可以互相換算(以前公眾號文章講過多次)。今天舉幾個例子,有個直觀感受。

階躍響應超調和幅頻諧振(轉自 伺服閥及電液伺服系統)的圖1

  有些朋友可能會疑惑,為什么調節系統PID參數,當P值變大時,系統的超調量會增加?根據上面公式,說明此時系統的阻尼系數變小了。為什么會變小呢?
公式推導太復雜,也非常無趣,以最簡單的單位負反饋為例子:

階躍響應超調和幅頻諧振(轉自 伺服閥及電液伺服系統)的圖2

直接看結果,當P值增加時,系統的開環總增益K增加,此時系統的阻尼系數變小。自然固有頻率增加。系統響應變快,自然容易震蕩和超調。
下面看幾個例子:

 

例一:階躍響應超調小時(藍色曲線),諧振峰值也?。ú聢D中+0.2db):

階躍響應超調和幅頻諧振(轉自 伺服閥及電液伺服系統)的圖3

階躍響應超調和幅頻諧振(轉自 伺服閥及電液伺服系統)的圖4

例二:階躍響應超調大時(藍色曲線),諧振峰值也大(伯德圖中+1.1db):

階躍響應超調和幅頻諧振(轉自 伺服閥及電液伺服系統)的圖5

階躍響應超調和幅頻諧振(轉自 伺服閥及電液伺服系統)的圖6



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