該系列為DR_CAN自動控制原理視頻筆記,詳見https://space.bilibili.com/230105574
由於筆者水平有限,文中難免存在一些不足和錯誤之處,誠請各位批評指正。
1 換一種模式的體重模型
與上一個模型不同,這里我們的輸入由 \(E_i-E_a - ac\) 變為 \(E_i-E_a\) ,並引入系統擾動這一概念,我們令系統擾動(disturbance) \(d = -ac\) 。通過調整系統輸入我們得到了一個新的傳遞函數:
2 應用比例控制器
應用比例控制器這個東西都知道就不多說了:
有了比例控制的環節,我們寫出現在的閉環系統響應:
經過移項,把M都放到等式的一邊:
通過分析這個表達式的極點,我們就可以得到這個閉環系統的穩定性。有一個結論,就是如果R和D是穩定的,他們就不會對M的穩定性產生影響,通過將這個等式中的D和R進行拉普拉斯變換,可以得到:
其實比例控制器給閉環系統輸出響應帶來了一個極點 \(s = 0\) ,這個極點時域情況下為一個常數,並不影響變化趨勢也就是穩定性。我們關注另一個極點,不難發現,當 \(K_p > -10\alpha\) 時極點位於虛軸左側。
3 在Simulink中搭建與分析
經過運行我們發現Kp在200的情況下系統可以收斂,但卻很難收斂到期望值,期望值和收斂值之間會存在穩態誤差(Steady State Error):
這個穩態誤差是由系統的特性引起的,在下一篇中會詳細分析穩態誤差的產生以及消除方法。