(完整版)自动控制原理知识点总结

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自动控制原理知识点

自动控制原理知识点

第一节自动控制的基本方式一、两个定义:(1) 自动控制:在没有人直接参与的情况卞,利用控制装置使某种设备、装置或生产过程 中的某些物理屋或工作状态能自动地按照预定规律变化或数值运行的方法,称为自动控制。

(2) 自动控制系统:由控制器(含测量元件)和被控对彖组成的有机整体。

或由相互关联、相互制约、相互影响的一些元部件组成的具有自动控制功能的有机整体。

称为自动控制系统。

在控制系统中,把影响系统输出量的外界输入量称为系统的输入量。

系统的输入屋,通常指两种:给定输入量和扰动输入量。

给定输入量,又常称为参考较输入量,它决定系统输出量的要求值或某种变化规律。

扰动输入量,又常称为干扰输入量,它是系统不希望但又客观存在的外部输入量,例如,电 源电压的波动、环境温度的变化、电动机拖动负载的变化等,都是实际系统中存在的扰动输 入量。

扰动输入量影响给定输入量对系统输出量的控制。

自动控制的基本方式二、基本控制方式(3种)1、开环控制方式⑴定义:控制系统的输出量对系统不产生作用的控制方式,称为开环控制方式。

具有这种控制方式的有机整体,称为开坏控制系统。

如果从系统的结构角度看,开环控制方式也可表达为,没有系统输出量反馈的控制方式。

⑵职能方框图任何开坏控制系统,从组成系统元部件的职能角度看,均可用下面的方框图表示。

2、闭坏控制方式(1)定义:系统输出量直接或间接地反馈到系统的输入端,参予了系统控制的方式,称为闭坏控制方式。

如果从系统的结构看,闭环控制方式也可表达为,有系统输出量反馈的控制方式。

自动控制的基本方式工作原理开环调速结构基础上引入一台测速发电机,作为检测系统输出量即电动机转速并转换为 电压。

反馈电压与给定电压比较(相减)后,产生一偏差电压,经电压和功率放人器放大后去控制 电动机的转速。

当系统处于稳定运行状态时,电动机就以电位器滑动端给出的电压值所对应的希望转速 运行。

当系统受到某种干扰时(例如负载变人),电动机的转速会发生变化(下降),测速反馈扰动输入量输出量电压跟着变化(变小),由于给定电压值未变,偏差电压值发生变化(变人),经放人后使电动机电枢电压变化(提高),从而电动机转速也变化(上升),去减小或消除由于干扰引起的转速偏差。

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@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。

)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。

(填空或选择)传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。

三种基本形式,尤其是式2-61。

主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。

(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。

自动控制原理知识点总结

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自动控制原理知识点总结————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:自动控制原理总结第一章 绪 论技术术语1. 被控对象:是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

2. 被控量:表征被控对象工作状态的物理参量(或状态参量),如转速、压力、温度、电压、位移等。

3. 控制器:又称调节器、控制装置,由控制元件组成,它接受指令信号,输出控制作用信号于被控对象。

4. 给定值或指令信号r(t):要求控制系统按一定规律变化的信号,是系统的输入信号。

5. 干扰信号n(t):又称扰动值,是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。

6. 反馈信号b(t):是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。

7. 偏差信号e(t):是指给定值与被控量的差值,或指令信号与反馈信号的差值。

闭环控制的主要优点:控制精度高,抗干扰能力强。

缺点:使用的元件多,线路复杂,系统的分析和设计都比较麻烦。

对控制系统的性能要求 :稳定性 快速性 准确性稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能。

准确性是衡量系统稳态精度的指标,反映了动态过程后期的性能。

第二章 控制系统的数学模型拉氏变换的定义:-0()()e d st F s f t t +∞=⎰几种典型函数的拉氏变换1.单位阶跃函数1(t)2.单位斜坡函数3.等加速函数4.指数函数e -at5.正弦函数sin ωt6.余弦函数cos ωt7.单位脉冲函数(δ函数) 拉氏变换的基本法则 1.线性法则 2.微分法则 3.积分法则1()d ()f t t F s s ⎡⎤=⎣⎦⎰L4.终值定理()lim ()lim ()t s e e t sE s →∞→∞==5.位移定理00()e()sf t F s ττ--=⎡⎤⎣⎦Le ()()atf t F s a ⎡⎤=-⎣⎦L传递函数:线性定常系统在零初始条件下,输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为系统(或元部件)的传递函数。

自动控制原理知识点.

自动控制原理知识点.
(SISO) (MIMO)
数 学 传递函数
状态方程
模型
研 究 频域法、根轨 状态空间方法
手段 迹法
研 究 系统综合、校 最优控制、系
目的 正
统辨识、最优
估计、自适应
控制
4、室
温控
制系统
5、控制系统的基本组成
◎被控对象:在自动化领域,被控制的装置、
物理系统或过程称为被控对象(室内空气)。
◎控制装置:对控制对象产生控制作用的装
温度的变化及房间散热条件的变化等)。 ◎输入信号的响应:由某一个输入信号产生 的输出信号又称为该输入信号的响应。 8.负反馈原理:将系统的输出信号引回输入 端,与输入信号相比较产生偏差,控制器利 用偏差的大小、正负进行控制,达到减小偏 差、消除偏差的目的。(以偏差纠偏差)
——构成反馈控制系统的核心 9. 由于有了负反馈,自动控制系统便形成 了一个按偏差进行进行控制的闭环系统(又 称反馈控制系统)
制实现(正如微积分是一种数学工具一 样)。 ◎解决的基本问题:
•建模:建立系统数学模型(实际问题抽象, 数学描述)
•分析:分析控制系统的性能(稳定性、动 /稳态性能)
•综合:控制系统的综合与校正——控制器 设计(方案选择、设计) 3、自动控制原理研究的主要内容
经典控制理论 现代控制理论 研 究 单输入、单输 多输入、多输 对象 出 系 统 出 系 统
◎闭环系统必须考虑稳定性问题。 特点: 输出影响输入,所以能削弱或抑制干 扰;低精度元件可组成高精度系统;因为可 能发生超调,振荡,所以稳定性很重要 3、闭环系统与开环系统的区别 ◎与开环控制系统相比,闭环控制系统的最 大特点是检测偏差、纠正偏差 ; ◎从系统结构上看,闭环系统具有反向通 道; ◎从功能上看,闭环系统具有如下特点:

自动控制原理知识点总结

自动控制原理知识点总结

@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。

)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。

(填空或选择)传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。

三种基本形式,尤其是式2-61。

主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。

(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。

自动控制原理知识点总结(通用4篇)

自动控制原理知识点总结(通用4篇)

自动控制原理知识点总结第1篇频率特性分为两种,分别是A(ω) 幅频特性和 φ(ω) 相频特性。

对于一个一阶线性定常系统对正弦输入信号 Asinωt 的稳态输出 Ysin(ωt +ψ) ,仍是一个正弦信号,其特点:①频率与输入信号相同;②振幅 Y为输入振幅A的 |G(jω)| 倍;③相移为 ψ = ∠G(jω)。

振幅 Y 和相移 ψ都是输入信号频率 ω 的函数,对于确定的 ω 值来说,振幅Y和相移 ψ 都将是常量。

|G(jω)| = Y / A 正弦输出对正弦输入的幅值比—幅频特性∠G(jω) = ψ正弦输出对正弦输入的相移—相频特性理论上可将频率特性的概念推广的不稳定系统,但是,系统不稳定时,瞬态分量不可能消失,它和稳态分量始终同时存在,所以,不稳定系统的频率特性是观察不到的。

(1)幅相曲线:对于一个确定的频率,必有一个幅频特性的幅值和一个幅频特性的相角与之对应,幅值与相角在复平面上代表一个向量。

当频率ω从零变化到无穷时,相应向量的矢端就描绘出一条曲线。

这条曲线就是幅相频率特性曲线,简称幅相曲线。

(2)幅频特性曲线:对数幅频特性曲线又称为伯德图(曲线)。

对数频率特性曲线的横坐标是频率 ω ,并按对数分度,单位是[rad/s] .对数幅频曲线的纵坐标表示对数幅频特性的函数值,线性分度,单位是[dB],此坐标系称为半对数坐标系。

对数相频特性曲线的纵坐标表示相频特性的函数值,线性分度 , 单位是 (0) 或(弧度),频率特性G(jω) 的对数幅频特性定义如下 L(ω) = 20lg |G(jω)| 对数分度优点:扩大频带、化幅值乘除为加减、易作近似幅频特性曲线图。

(3)对数幅相曲线(又称尼柯尔斯曲线):其特点是纵、横坐标都线性分度,对数幅相图的横坐标表示对数相频特性的相角,纵坐标表示对数幅频特性的幅值的分贝数。

自动控制原理知识点总结第2篇一阶系统的数学模型(1)单位阶跃响应——输入 r(t) = 1(t),输出 h(t) = 1 - e-t/T, t >0 特点:●可以用时间常数去度量系统的输出量的数值。

(完整word版)自动控制原理知识点总结

(完整word版)自动控制原理知识点总结

@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。

)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。

(填空或选择)传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。

三种基本形式,尤其是式2-61。

主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。

(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。

(完整版)自动控制原理知识点汇总

(完整版)自动控制原理知识点汇总

自动控制原理总结第一章 绪 论技术术语1. 被控对象:是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

2. 被控量:表征被控对象工作状态的物理参量(或状态参量),如转速、压力、温度、电压、位移等。

3. 控制器:又称调节器、控制装置,由控制元件组成,它接受指令信号,输出控制作用信号于被控对象。

4. 给定值或指令信号r(t):要求控制系统按一定规律变化的信号,是系统的输入信号。

5. 干扰信号n(t):又称扰动值,是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。

6. 反馈信号b(t):是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。

7. 偏差信号e(t):是指给定值与被控量的差值,或指令信号与反馈信号的差值。

闭环控制的主要优点:控制精度高,抗干扰能力强。

缺点:使用的元件多,线路复杂,系统的分析和设计都比较麻烦。

对控制系统的性能要求 :稳定性 快速性 准确性稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能。

准确性是衡量系统稳态精度的指标,反映了动态过程后期的性能。

第二章 控制系统的数学模型拉氏变换的定义:-0()()e d st F s f t t+∞=⎰几种典型函数的拉氏变换1.单位阶跃函数1(t)2.单位斜坡函数3.等加速函数4.指数函数e -at5.正弦函数sin ωt6.余弦函数cos ωt7.单位脉冲函数(δ函数)拉氏变换的基本法则1.线性法则2.微分法则3.积分法则1()d ()f t t F s s⎡⎤=⎣⎦⎰L4.终值定理()lim ()lim ()t s e e t sE s →∞→∞==5.位移定理00()e()sf t F s ττ--=⎡⎤⎣⎦L e ()()atf t F s a ⎡⎤=-⎣⎦L 传递函数:线性定常系统在零初始条件下,输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为系统(或元部件)的传递函数。

动态结构图及其等效变换 1.串联变换法则2.并联变换法则3.反馈变换法则4.比较点前移“加倒数”;比较点后移“加本身”。

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@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。

)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。

(填空或选择)传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。

三种基本形式,尤其是式2-61。

主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。

(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。

串联,并联,反馈连接,综合点和引出点的移动(P27)6.系统的开环传递函数、闭环传递函数(重点是给定作用下)、误差传递函数(重点是给定作用下):式2-63、2-64、2-66系统的反馈量B(s)与误差信号E(s)的比值,称为闭环系统的开环传递函数系统的闭环传递函数分为给定信号R(s)作用下的闭环传递函数和扰动信号D(s)作用下的闭1.P42系统的时域性能指标。

各自的定义,各自衡量了什么性能?(填空或选择) (1)、上升时间r tr t 指系统响应从零开始,第一次上升到稳态值所需的时间 (2)、峰值时间p tp t 指系统响应从零开始,第一次到达峰值所需的时间 (3)、超调量%σ(平稳性)指系统响应超出稳态值的最大偏离量占稳态值的百分比 (4)、调节时间s t (快速性)s t 指系统响应应从零开始,达到并保持在稳态值的±5%(或±2%)误差范围内,即响应进入并保持在±5%(或±2%)误差带之内所需的时间(5)、稳态误差ss e稳态误差指系统期望值与实际输出的最终稳态值之间的差值。

这是一个稳态性能指标 2.一阶系统的单位阶跃响应。

(填空或选择)从输入信号看,单位斜坡信号的导数为单位阶跃信号,而单位阶跃信号的导数为单位脉冲信号。

相应的 ,从输出信号来看,单位斜坡响应的导数为单位阶跃响应,而单位阶跃响应的导数是单位脉冲响应。

由此得出 线性定常系统的一个重要性质;某输入信号的输出响应,就等于该输出响应的导数;同理,某输入信号积分的输出响应,就等于该输入信号输出响应的积分。

3.二阶系统:(1)传递函数、两个参数各自的含义;(填空)ξ阻尼比,ξ值越大,系统的平稳性越好,超调越小;ξ值越小,系统响应振荡越强,振荡频率越高。

当ξ为0时,系统输出为等幅振荡,不能正常工作,属不稳定。

n ω为无阻尼振荡频率(2)单位阶跃响应的分类,不同阻尼比时响应的大致情况(图3-10); (填空)P (47) (3)欠阻尼情况的单位阶跃响应:掌握式3-21、3-23~3-27;参考P51例3-4的欠阻尼情况、P72习题3-6。

欠阻尼二阶系统的性能指标: (1)、上升时间r t()()1sin 11t 2r =+--=-βωξξωr d t t e C r n由此式可得21ξωβπωβπ--=-=n d r t 其中⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ξξβ21arctan(2)、峰值时间p t根据p t 的定义,可采用求极值的方法来求取它,得2d 1ξωπωπ-==n p t(3)、超调量%σ %100%21/⨯=--ξξπσe(4)、调节时间s t()68.03<=ξξωns t±5%误差带()76.03<=ξξωns t±2%误差带当ξ大于上述值时,可采用近似公式计算 ()7.145.61-=ξωns t(5)、稳态误差ss e nss e ωξ2=在系统稳定的前提下,主要分析系统的动态性能和稳态性能。

动态性能包括平稳性和快速性,稳态性能是指准确性。

(1)、平稳性主要有ξ决定,↑ξ→↓%δ→平稳性越好。

当ξ=0时,系统等幅振荡,不能稳定工作。

ξ一定时,↑↑→d n ωω,系统平稳性变差。

(2d 1ξωω-=n )(2)、快速性当ωn 一定时,若ξ较小,则↓ξ→↑s t ,而当ξ>0.7之后又有↑ξ→↓s t 。

即ξ太大或太小,快速性均变差。

一般,在控制工程中,ξ是由对超调量的要求来确定的.。

ξ一定时,↓↑→s n t ω 由此分析可知,要想获得较好的快速性,阻尼比ξ不能太大或是太小,而n ω可尽量选大。

一般将ξ=0.707称为最佳阻尼比,此时系统不仅响应速度快,而且超调量小。

(3)、准确性ξ的增加和n ω的减小虽然对于系统的平稳性有利,但将使得系统跟踪斜坡信号的稳态误差增加 4.系统稳定的充要条件?系统的所有特征根的实部小于零,其特征方程的根部都在S 左半平面 劳斯判据的简单应用:参考P55例3-5、3-6。

(分析题) 劳斯稳定判据若特征方程式的各项系数都大于零(必要条件),且劳斯表中第一列元素均为正值,则所有的特征根均位于s 左半平面,相应的系统是稳定的;否则系统不稳定,且第一列元素符号改变的次数等于该特征方程的正实部根的个数。

5.用误差系数法求解给定作用下的稳态误差。

参考P72习题3-13。

(计算题)P(60) 系统的稳态误差既与系统的结构参数有关,也与输入有关,设系统的输入的一般表达式为()n SAs R =式中N 为输入的阶次 令系统的开环传递函数一般表达式为()()()()()m n T s K s H s G vn j j v mi i >++=∏∏-==1111τ式中,K 为系统的开环增益,即开环传递函数中各因式的常数项为1时的总比例系数;i τ、j T 为时间常数 ;v 为积分环节的个数,由它表征系统的类型,或称其为系统的无差度。

系统的稳态误差可表示为 vN s ssrSKS A s e +⋅=→1lim 0表5-1 给定信号作用下系统稳态误差ssr e稳态误差是衡量系统控制精度的性能指标。

稳态误差可分为,由给定信号引起的误差以及由扰动信号引起的误差两种。

稳态误差也可以用误差系数来表述。

系统的稳态误差主要是由积分环节的个数和开环增益来确定的。

为了提高精度等级,可增加积分环节的数目;为了减少有限误差,可增加开环增益。

但这样一来都会使系统的稳定性变差。

而采用补偿的方法,则可保证稳定性的前提下减小稳态误差。

第四章1.幅频特性、相频特性和频率特性的概念。

系统的幅频特性:)(ωA =|)(ωj G | 系统的相频特性:ωϕ=)(ωj G ∠ 系统的频率特性(又称幅相特性):)(ωj G =)(ωA )(ωϕj e=|)(ωj G |)(ωj G j e∠比例环节、积分环节、惯性环节、微分环节、一阶微分环节、振荡环节、(时滞环节、)非最小相位环节3.绘制伯德图的步骤(主要是L(ω)) (1)、将开环传递函数标准化(2)、找出各环节的转折频率,且按大小顺序在坐标中标出来。

(3)、过ω=1,L(ω)=20lgk 这点,作斜率为-20vdB/dec 的低频渐近线。

(4)、从低频渐近线开始,每到某一环节的转折频率处,就根据该环节的特性改变一次渐进线的斜率,从而画出对数幅特性的近似曲线。

(5)、根据系统的开环对数相频特性的表达式,画出对数相频特性的近似曲线。

4.根据伯德图求传递函数:参考P110习题4-4。

(分析题)P90v 0K =ω5.奈氏判据的用法:参考P111习题4-6。

(分析题)P946.相位裕量和幅值裕量的概念、意义及工程中对二者的要求。

(填空或判断) 对应于|()ωj G ()ωj H |=1时的频率c ω称为穿越频率,或称剪切频率,也截止频率相位裕量γ:()ωj G ()ωj H 曲线上,模值为1处对应的矢量与负实周之间的夹角,其算式为:γ=ϕ(c ω)+︒180 ()c c ωω→=1A幅值裕量g K :开环频率特性的相角()︒-=180g ωϕ时,在对应的频率g ω处,开环频率特性的幅值()()|j H j G |g g ωω,其算式为:()()()g A ωωω1|j H j G |1K g g g ==一般,g K 值越大,说明系统的相对稳定性越好;反之,当g K <1时,对应的闭环系统不稳定。

7.开环频率特性与时域指标的关系中低频段、中频段、高频段各自影响什么性能? 稳态性能、动态性能、抗干扰能力注意相位裕量和穿越频率各自影响什么性能?(填空或判断)相位裕量:γ一般相对裕量越大,系统的相对稳定性越好。

在工程中,通常要求γ在︒30到︒60之间穿越频率:c ω来反映系统的快速性第五章1.常用的校正方案有什么?(填空) 串联矫正和反馈校正2.PID 控制:(1)时域表达式P122式5-18()()()()t e dtdK d e K t e K t u tP D1++=⎰ττ (2)P 、PI 、PD 、PID 控制各自的优缺点?(简答题)。

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