伺服控制（一）——階躍響應(yīng)
簡介：控制響應(yīng)和控制精度 閉環(huán)動(dòng)態(tài)性能通常通過頻率響應(yīng)或階躍響應(yīng)來表示，但是有時(shí)會因所謂的“小信號響應(yīng)”和“大信號響應(yīng)”而產(chǎn)生混淆。 在液壓伺服系統(tǒng)中，是否達(dá)到“極限斜率”是小信號和大信號之間的主要區(qū)別。
控制響應(yīng)和控制精度
閉環(huán)動(dòng)態(tài)性能通常通過頻率響應(yīng)或階躍響應(yīng)來表示，但是有時(shí)會因所謂的“小信號響應(yīng)”和“大信號響應(yīng)”而產(chǎn)生混淆。
在液壓伺服系統(tǒng)中，是否達(dá)到“極限斜率”是小信號和大信號之間的主要區(qū)別。
階躍響應(yīng)
在階躍響應(yīng)中，當(dāng)給定100%的指令信號時(shí)，很容易達(dá)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(huán)動(dòng)態(tài)階躍響應(yīng)性能僅在階躍幅值上表現(xiàn)出來，此時(shí)不會達(dá)到斜坡極限。當(dāng)測試階躍響應(yīng)時(shí)，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(shù)為：
•上升時(shí)間(Rise time到達(dá)穩(wěn)態(tài)值90%時(shí)的時(shí)間)
•穩(wěn)態(tài)時(shí)間 (setting time調(diào)整后達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間)
•超調(diào)(over shoot)
對于較大的階躍響應(yīng)-響應(yīng)參數(shù)為：
•上升斜率
•建立時(shí)間(穩(wěn)態(tài)時(shí)間)
•最大超調(diào)(%)
•步長
 
 
 
注意：
1.定義穩(wěn)態(tài)時(shí)間的同時(shí)還必須定義容差;比如幅值在2%以內(nèi)。
2.上述給定的小信號(階躍)參數(shù)通常與幅值無關(guān)，完全由系統(tǒng)回路決定。該系統(tǒng)必須為線性系統(tǒng)。
3.在斜坡極限響應(yīng)中，超調(diào)絕對值達(dá)到最大值，并且不隨幅值進(jìn)一步增加(即，超調(diào)百分比變小)，這是一種非線性。(注：階躍響應(yīng)是時(shí)域特性，與頻域特性相對應(yīng)。上升時(shí)間與頻率可以互相轉(zhuǎn)換，超調(diào)和諧振峰值互相轉(zhuǎn)換。超調(diào)主要是由系統(tǒng)阻尼決定，與幅值無關(guān))
4.在伺服閥中，滑閥的上升斜率由先導(dǎo)級的最大流量決定。大多數(shù)閥達(dá)到的閥芯極限斜率遠(yuǎn)低于25%的階躍響應(yīng)，也就是說主滑閥在很小的信號下就能達(dá)到極限上升斜率。在閥控缸系統(tǒng)中，斜坡極限表示加速度的極限值。在電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，油缸的上升斜率(最大速度)由100%開度時(shí)閥的流量決定。
5. 一般情況下，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是使用小信號時(shí)的階躍特性。這樣可以避免撞缸。