為保證伺服系統(tǒng)的精確和穩(wěn)定,提高系統(tǒng)的品質(zhì),就需要對伺服系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ê芏?,常用的有串?lián)補(bǔ)償、反饋補(bǔ)償、順饋補(bǔ)償、前饋補(bǔ)償(即復(fù)合控制)、選擇性反饋與順饋等,除線性補(bǔ)償外,還有非線性補(bǔ)償。伺服系統(tǒng)的類型很多,被控對象多種多樣,i因此它們的工作狀況千差萬別。衡量一個系統(tǒng)品質(zhì)的優(yōu)、劣,應(yīng)該從它完成工作的質(zhì)量來檢驗。當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時,就應(yīng)當(dāng)把它應(yīng)該完成的工作狀況和質(zhì)量要求,變成可以計量的品質(zhì)指標(biāo)。這些指標(biāo)大體上可分為兩類:一類是穩(wěn)態(tài)品質(zhì)指標(biāo);另一類為動態(tài)品質(zhì)指標(biāo)。我們將分別結(jié)合系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計和動態(tài)設(shè)計來討論。
系統(tǒng)的特性通常用它的數(shù)學(xué)模型來描述,也是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計計算的基礎(chǔ)。這里主要討論系統(tǒng)的線性數(shù)學(xué)模型,用它的傳遞函數(shù)和頻率特性來表示。在介紹各種補(bǔ)償方法之前,先抓住伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度與過渡過程品質(zhì),簡單地討論它們與系統(tǒng)特性的關(guān)系,以利于對各種補(bǔ)償方法和補(bǔ)償裝置的功效的理解。
1.系統(tǒng)特性與穩(wěn)態(tài)精度的關(guān)系
系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度是用穩(wěn)態(tài)誤差的數(shù)值來衡量的。伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,不僅與系統(tǒng)的特性有關(guān),而且與輸入信號的類型有關(guān)。常用來分析伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的典型輸入信號有四種,即階躍信號、斜坡信號(或稱等速信號)、拋物線信號(或稱等加速信號)和正弦信號(或稱諧波信號)。
設(shè)伺服系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
以上簡單的分析表明:影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的主要是系統(tǒng)的低頻段特性,具體講,就看系統(tǒng)的開環(huán)增益的大小和串聯(lián)積分環(huán)節(jié)的多少。系統(tǒng)開環(huán)幅頻特性中頻段的位置與形狀,直接關(guān)系到系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì),它們都與系統(tǒng)的開環(huán)增益和開環(huán)零、極點分布的狀況有關(guān)。這也是我們討論以下各種補(bǔ)償作用的主要依據(jù)。