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伺服控制(一)——階躍響應
伺服控制(一)——階躍響應
簡介:控制響應和控制精度 閉環動態性能通常通過頻率響應或階躍響應來表示,但是有時會因所謂的“小信號響應”和“大信號響應”而產生混淆。 在液壓伺服系統中,是否達到“極限斜率”是小信號和大信號之間的主要區別。
控制響應和控制精度
閉環動態性能通常通過頻率響應或階躍響應來表示,但是有時會因所謂的“小信號響應”和“大信號響應”而產生混淆。
在液壓伺服系統中,是否達到“極限斜率”是小信號和大信號之間的主要區別。
階躍響應
在階躍響應中,當給定100%的指令信號時,很容易達到斜坡極限,斜坡極限是下圖中的那根斜線(上升的最大斜率)。真正的閉環動態階躍響應性能僅在階躍幅值上表現出來,此時不會達到斜坡極限。當測試階躍響應時,一定要看是大信號測試還是小信號測試。對于小信號的階躍測試-主要考察的參數為:
•上升時間(Rise time到達穩態值90%時的時間)
•穩態時間 (setting time調整后達到穩態值的時間)
•超調(over shoot)
對于較大的階躍響應-響應參數為:
•上升斜率
•建立時間(穩態時間)
•最大超調(%)
•步長
 
 
 
注意:
1.定義穩態時間的同時還必須定義容差;比如幅值在2%以內。
2.上述給定的小信號(階躍)參數通常與幅值無關,完全由系統回路決定。該系統必須為線性系統。
3.在斜坡極限響應中,超調絕對值達到最大值,并且不隨幅值進一步增加(即,超調百分比變小),這是一種非線性。(注:階躍響應是時域特性,與頻域特性相對應。上升時間與頻率可以互相轉換,超調和諧振峰值互相轉換。超調主要是由系統阻尼決定,與幅值無關)
4.在伺服閥中,滑閥的上升斜率由先導級的最大流量決定。大多數閥達到的閥芯極限斜率遠低于25%的階躍響應,也就是說主滑閥在很小的信號下就能達到極限上升斜率。在閥控缸系統中,斜坡極限表示加速度的極限值。在電液執行機構中,油缸的上升斜率(最大速度)由100%開度時閥的流量決定。
5. 一般情況下,電液執行機構都是使用小信號時的階躍特性。這樣可以避免撞缸。
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