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 。
