什么是镇定系统
使系统输出变量稳定地保持为某个常值的一类反馈控制系统,也称稳定系统。当系统中存在扰动作用而使系统偏离其平衡状态时,镇定系统会产生相应的调节作用以抑制扰动的影响,使系统很快地返回到原平衡状态。镇定系统在工业生产和日常生活中有十分广泛的应用。例如,稳压电源、船舶消摇系统、导航稳定平台等,都是典型的镇定系统。镇定系统由反馈比较元件、调节器、放大元件、执行元件(或机构)和控制对象组成,其构成方式与一般的反馈控制系统相同。
图1为用作船舶消摇系统的镇定系统的工作原理。它能减小风浪所引起的船舶摇摆,力图使船体保持稳定。陀螺仪的输出为与船体摇摆运动成正比的信号,经放大器变换放大后,传输给执行机构。后者根据信号规定分别驱动船舶的左鳍和右鳍,产生与船体摇摆方向相反的力矩,以减少船体摇摆,达到稳定船体的目的。
图2为稳定系统的传递函数框图。图中r、(t、)为给定信号,f、(t、)为扰动信号,c(t、)为所要求的输出信号,G1(s、)相应于控制器,G2(s、)相应于执行机构和控制对象,H(s、)相应于反馈比较元件。为了提高镇定系统的静态精度和减少扰动对系统输出的影响,通常按如下原则来进行设计:
(1)把系统的调节器设计成具有积分作用,即在G1(s、)中引入积分环节(见控制系统的典型环节),以提高系统对扰动信号的无静差度。
(2)提高系统的开环增益。
(3)在扰动信号可测量的情况下附加补偿装置,如图2中的D(s、),用以对扰动信号的影响进行局部或全部补偿。
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