惯性环节在什么条件下可近似为比例环节?在什么条件下可近似为积分环节?
比例环节的传递函数是K,一个常数特点:输入输出量成比例,无失真和时间延迟,二者形状相同;
惯性环节的传递函数是K/(Ts+1),惯性环节当T → 0时可以等效为比例环节;当 T>>1时可等效为积分环节。
阶跃响应前半段输出随时间变化,类似于积分环节;后半段达到稳态,不随时间变化,类似于比例环节。但惯性环节具备了比例环节和积分环节的特性。
在频域范围内:
当大惯性环节的截止频率ωc满足T*ωc>>1的条件,可以近似地用时间常数为T的积分环节来代替。按工程惯例近似条件为T*ωc≥3。
T>>1时,G(k)=K/TS,视为积分环节.1>>T时,G(k)=K,视为比例环节.
在时域范围内:
当时间常数τ很大时,惯性环节G(S)=1/(τ S+1)可以近似为积分环节;
当时间常数τ很小时,惯性环节可以近似为比例环节。常见的惯性环节有直流发电机、磁放大器等。
比例环节,积分环节,微分环节在系统中各有什么作用
作用:
其输出不失真、不延迟、成比例的复现输入信号的变化,即信号的传递没有惯性。
制系统的一类典型环节,积分环节的传递函数。其中,为拉普拉斯变换中的算子变量,k为一比例常数。
微分作用反映其输人信号的变化速率.,因此,将微分环节引人控制系统中,可使系统的输出及早得到修正。
比例环节:不同的自动控制系统,其物理结构不同,但从系统的数学模型来看,一般可将自动控制系统看作由若干个典型环节(比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节以及时滞环节等)组成,研究和掌握这些典型的特性有助于对系统性能的研究。对比例环节的微分方程进行拉普拉斯变换,得: C(s)=KR(s)
积分环节:积分环节的输出量与输入量的时间积分值成比例,积分环节在消除控制系统中的静态误差方面极为有效,常使用在距离、转角等物理量的精确无静差跟踪上。
微分环节:微分环节是控制系统的一类典型环节,微分环节的输出量与输人量对时间变量的导数值成比例。最简单的微分环节可由信号经电容器隔离后的输出来表征。工程应用中,则由在宽频带放大器电路中连结电阻、电容反馈支路后组成。微分环节对于输人中的高频干扰十分敏感,常导致信号被干扰所掩没。
比例环节和惯性环节的主要差别是什么
1、效果不同
①比例环节会使信号的传递没有惯性;
②惯性环节可以通过时间常数来反映惯性。
2、性质不同
①比例环节的输出由始至终不失真、不延迟、成比例地复现输入信号的变化;
②惯性环节的输出直到过渡结束才与输入同步按比例变化。
3、内容不同
①比例环节的微分方程为c(t)=Kr(t);
②惯性环节的微分方程为Tdy(t)/dt+y(t)=kx(t)。
参考资料来源:百度百科-比例环节
参考资料来源:百度百科-惯性环节
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