指令输入下的频率特性及波德图

输出/

输入

负载

情况

传递函数及动态参数

波德图

K＝0

系统为Ⅰ型系统

动态参数：

(1)速度增益K_q/A_p；

(2)液压谐振频率

(3)液压阻尼系数ζ_h，见表传递函数及其简化

图中　L(ω)——幅频特性

φ(ω)——相频特性

ω_c——穿越频率，ω_c＝K_q/A_p

动态

特性

分析

动态特性由动态参数K_q/A_p、ω_h、ζ_h所确定：

(1)速度增益增大，则L(ω)上移、ω_c增大。意味着系统精度、响应速度提高，但稳定性变差；注意：K_q随工作点变化，零位空载时K_q最大，稳定性最差

(2)ω_h表征系统响应速度，是系统的极限频率，为提高ω_h应增大A_p、β_e而减小υ_t、m_t。通常取β_e＝700MPa；注意：空气混入系统或采用软管时，β_e大为降低

(3)ζ_h表征系统的相对稳定性，ζ_h主要取决于K_c。x_v→0时，K_c、ζ_h值最小，ζ_hmin＝0.1~0.2

K≠0

系统为0型系统，动态参数：

(1)位置增量K_qA_p/KK_ce；

(2)转折频率

(3)综合固有频率

(4)综合阻尼系数ζ₀见表传递函数及其简化

图中　穿越频率

动态

特性

分析

K≠0时，系统变成0型系统。动态特性由动态参数增益、ω_r、ω₀、ζ₀所确定

(1)动态参数均与负载刚度K有关：K增大时，增益、ω_c及ζ₀减小，而ω_r、ω₀提高，即稳态误差增大、快速性降低、超调变小

(2)注意：当K由某值变成0，即由有弹性负载转入空载时，增益由K_qA_p/KK_ce增加到K_q/A_p。瞬间增益的提高，有可能使原来稳定的系统变得不稳定。如果存在这种情况，应采取变增益控制措施

K＝0

系统为0型系统，动态参数：

(1)速度增益K_q/A_p；

(2)液压谐振频率ω_h；

(3)液压阻尼系数ζ_h

图中　虚线系加PI校正后的波德图

动态

特性

分析

(1)未加PI校正时，穿越频率ω_c处的斜率为-40dB/dec，因ζ_h很小，因此相角储备r(ω_c)很小；计及检测及伺服阀等环节造成的相位滞后以后，即使开环增益很小，闭环也可能不稳定；因此速度伺服阀系统须加PI校正

(2)采用PI校正后，穿越频率ω'_c大为降低，即动态响应降低了

K与K_h

相当

系统为0型系统

动态参数：

(1)增益K_pe＝K_q/K_ce；

(2)转折频率ω_r；

(3)综合固有频率ω₀及阻尼ζ₀；

(4)机械固有频率ω_m及阻尼ζ_m

K?K_h

K=K_h

(常见)

动态

特性

分析

以p_L输出时为压力控制；以驱动力F_g＝p_LA_p输出时为力控制，有。它们的特点：

(1)存在阻尼很小的二阶微分环节，且恒有ω_m＜ω₀，ω_m＝ω₀的点称为逆共振点，它是一个间断点；ω_m是力控制系统频宽的极限值；ω＞ω_m易出现自激振荡，为不可用域

(2)为提高系统频宽，应设法增大ω_c，为此应增大K_q、减小A_p；力及压力系统中，在保证驱动力的前提下，通过减小A_p来提高系统频宽，这一点是与位置及速度控制中不同的