超调量(overshoot)是指在阶跃输入作用下,被调量的瞬时最大偏差值与稳态值之比,通常用百分比表示。超调量的计算公式如下:
\[ \text{超调量} = \frac{X_{\text{max}} - X(\infty)}{X(\infty)} \times 100\% \]
其中:
\( X_{\text{max}} \) 是被调量的瞬时最大偏差值。
\( X(\infty) \) 是被调量的稳态值。
对于二阶系统,在受到单位阶跃干扰后,被调参数变化过程的数学表达式为:
\[ \text{超调量} = \frac{Y(T_m) - Y(\infty)}{Y(\infty)} \times 100\% \]
其中:
\( Y(T_m) \) 是系统输出值超过稳态值的最大值。
\( Y(\infty) \) 是系统输出的最终稳定值。
此外,超调量还与系统的阻尼比 \( \xi \) 有关,对于RLC二阶系统,阻尼比 \( \xi = \frac{L}{2R} \sqrt{\frac{1}{LC}} \),阻尼比越大,超调量越小。
建议
在实际应用中,超调量是评估控制系统性能的重要指标之一。对于需要高稳定性和快速响应的系统,应尽可能减小超调量。通过合理设计控制系统参数,如调整阻尼比、增加系统阻尼等,可以有效降低超调量,提高系统的稳定性和性能。