伺服系统品质与系统特性

为保证伺服系统的精确和稳定，提高系统的品质，就需要对伺服系统进行补偿。对系统进行补偿的方法很多，常用的有串联补偿、反馈补偿、顺馈补偿、前馈补偿(即复合控制)、选择性反馈与顺馈等，除线性补偿外，还有非线性补偿。伺服系统的类型很多，被控对象多种多样，I因此它们的工作状况千差万别。衡量一个系统品质的优、劣，应该从它完成工作的质量来检验。当进行系统设计时，就应当把它应该完成的工作状况和质量要求，变成可以计量的品质指标。这些指标大体上可分为两类：一类是稳态品质指标；另一类为动态品质指标。我们将分别结合系统稳态设计和动态设计来讨论。
系统的特性通常用它的数学模型来描述，也是进行系统设计计算的基础。这里主要讨论系统的线性数学模型，用它的传递函数和频率特性来表示。在介绍各种补偿方法之前，先抓住伺服系统的稳态精度与过渡过程品质，简单地讨论它们与系统特性的关系，以利于对各种补偿方法和补偿装置的功效的理解。
1．系统特性与稳态精度的关系
系统的稳态精度是用稳态误差的数值来衡量的。伺服系统的稳态误差，不仅与系统的特性有关，而且与输入信号的类型有关。常用来分析伺服系统稳态误差的典型输入信号有四种，即阶跃信号、斜坡信号(或称等速信号)、抛物线信号(或称等加速信号)和正弦信号(或称谐波信号)。
设伺服系统的开环传递函数为

以上简单的分析表明：影响系统稳态精度的主要是系统的低频段特性，具体讲，就看系统的开环增益的大小和串联积分环节的多少。系统开环幅频特性中频段的位置与形状，直接关系到系统的过渡过程品质，它们都与系统的开环增益和开环零、极点分布的状况有关。这也是我们讨论以下各种补偿作用的主要依据。