伺服控制专辑—方框图
稳定性与控制问题
方框图
用通报函数TF来体现整个系统的特性。各个环节的通报函数Tf1 ，Tf2 ，Tf3 ，Tf4配相助用 ，获得一个新的系统通报函数 ，可以表达输出Fbk(V)与输入Cmd(V)之间的关系。这就是系统Tfo的闭环通报函数 ，可以将其转换为时间或频率响应 ，用以剖析系统的性能。为了获得整个系统的闭环通报函数Tfo ，怎样确定控制器Tf1?
开环剖析
Bode和其他人(好比奈奎斯特等)创立了一种基于开环频率响应的剖析要领 ，用以确定控制器Tf1的性能。控制器Tf1将输出Fbk(V)与误差Err(V)进行比较。盘算要领如下：环路中的每个环节都有一个幅度(K1 ，K2 ，K3 ，K4) ，用DB体现;和一个相位(φ1 ， ，φ2 ，φ3 ，φ4) ，每个环节的幅值和相位都随频率变革 ，即为各个环节的频率响应。在给定频率下 ，整个系统开环响应的增益是各个环节的增益之积;即K1.K2.K3.K4。(用对数坐标体现)。在给定频率下 ，整个开环响应的相位是各个相位的总和。即φ1+φ2+φ3+φ4。
0dB增益时的总相位滞后应不大于135°;即相位裕度大于(180-135)= 45°。(相位裕度相当于包管系数)
180°相位滞后点的增益应不大于-10dB;即增益裕度为10dB。
(注：这个可以凭据要求自己设定)
增益增加时 ，稳定裕度会相应降低。控制器增益K1应凭据系统需要做相应调解。
注：在以上幅频特性和相频特性中 ，横纵标为频率 ，10倍频增加 ，纵坐标为幅值 ，单位为DB。
controller为控制器 ，PID的整定在此完成 ，PID的相关知识在下一节重点讨论;valve为伺服阀 ，等效为二阶震荡环节 ，所以其幅值随频率的增加而衰减 ，相位随频率的增加而滞后;cylinder为油缸 ，油缸输入为流量 ，体现出的特性是速度v=Q/A,假设被控量为位移 ，那么油缸就是一个积分环节1/s=1/(jw)=-j/w。所以其幅频特性为|G(jw)|=|1/jw|=1/w。相位特性为-arctgw/0=-90°。恒定滞后90°。由此可知 ，积分环节的相频特性与角频率无关。
标明积分对输入信号(一般为正弦信号)有90°的滞后作用 ，其幅频特性为1/w,是w 的函数 ，当w由零变到无穷大时 ，输出幅值则由无穷大衰减至零。在|G(jw)|平面上 ，积分环节的频率特性与负虚轴重合。
