机械工程控制理论总复习
机械工程控制理论基础 实验报告 附小结与心得

《机械控制理论基础》——实验报告班级:学号:姓名:目录实验内容实验一一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响P3 实验二二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响P9 实验三典型环节的频率特性实验P15 实验四机电控制系统的校正P20 实验心得…………………………………………P23实验一 一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响● 实验目的通过实验加深理解如何将一个复杂的机电系统传递函数看做由一些典型环节组合而成,并且使用运算放大器来实现各典型环节,用模拟电路来替代机电系统,理解时间响应、阶跃响应函数的概念以及时间响应的组成,掌握时域分析基本方法 。
● 实验原理使用教学模拟机上的运算放大器,分别搭接一阶环节,改变时间常数T ,记录下两次不同时间常数T 的阶跃响应曲线,进行比较(可参考下图:典型一阶系统的单位阶跃响应曲线)。
典型一阶环节的传递函数:G (S )=K (1+1/TS ) 其中: RC T = 12/R R K =典型一阶环节的单位阶跃响应曲线:● 实验方法与步骤1)启动计算机,在桌面双击“Cybernation_A.exe ”图标运行软件,阅览使用指南。
2)检查USB 线是否连接好,电路的输入U1接A/D 、D/A 卡的DA1输出,电路的输出U2接A/D 、D/A 卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
3)在实验项目下拉框中选中本次实验,点击按钮,参数设置要与实验系统参数一致,设置好参数按确定按钮,此时如无警告对话框出现表示通信正常,如出现警告表示通信不正常,找出原因使通信正常后才可继续进行实验。
● 实验内容1、选择一阶惯性环节进行实验操作由于一阶惯性环节更具有典型性,进行实验时效果更加明显。
惯性环节的传递函数及其模拟电路与实验曲线如图1-1: G (S )= - K/TS+1RC T = 12/R R K =2、(1)按照电子电路原理图,进行电路搭建,并进行调试,得到默认实验曲线图1-2图1-2(2)设定参数:方波响应曲线(K=1 ;T=0.1s )、(K=2;T=1s ),R1=100k Ω 3、改变系统参数T 、K (至少二次),观察系统时间响应曲线的变化。
机械工程控制基础复习课件

College of Mechanical & Material Engineering
1.2 反馈控制系统及其组成
反馈控制:建立在偏差基础上,其控制方式是“检测偏差再纠正偏差”。
反馈控制系统的组成:
特点:利用偏差控制系统的输出。 基本物理量:
被控量(即系统的输出量):表征被控对象运动规律或状态的物理量。 给定量(即系统的输入量):希望的被控对象的运动规律或状态。 控制量:直接作用于被控对象的物理量,即被控对象的输入量。 扰动量:所有被控对象偏离给定值的作用量。
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1.2 反馈控制系统及其组成
闭环控制系统的组成:给定环节、测量环节、比较环节、放大及运算环 节、执行环节
给定环节:
是给出输入信号的环节, 用于确定被控对象的“目标 值”,给定环节可以用电量、 非电量、数字量、模拟量等 发出信号。
测量环节:用于测量被控变量,并将被控变量转换为便于传送的另一物理量。
比较环节:通过输入信号与测量环节发出来的有关被控变量的反馈量相比较,
并得到一个小功率的偏差信号。
放大及运算环节:为了实现控制,要将偏差信号作必要的校正,然后进行功
率放 大,以便推动执行环节。
执行环节:接收放大环节送来的控制信号,驱动被控对象按照预期的规律运行。
理想 转速
调节 弹簧
杠杆 机构
液压比例 控制器
活塞 油缸
油门
干 扰
发动机
实际 转速
离心机构
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机械工程控制基础

1.1.1控制论控制:对对象施加某种操作,使其产生所期望的行为。
控制三要素:被控对象、控制目标、控制装置人类一切实践活动的目的在于认识世界和改造世界,而客观世界是由大大小小、各式各样的系统所组成的。
控制理论是研究各种系统的一般性共同控制规律的科学。
对于一个被控系统,控制理论必须回答下列三个基本问题:1.系统能否被控制?可控性有多大?2. 如何克服系统结构的不确定性及干扰带来的影响?3. 如何具体找到和实现满足要求的控制策略?为了回答上述问题,首先要建立系统的数学模型。
由于实际系统的复杂性,往往不能从基本的物理、化学和生物学定律直接推导出准确的数学模型,而必须利用系统的输入和输出数据做“反演”,这就形成了系统辨识理论。
由于系统的许多状态变量无法直接测量且系统中常有随机噪声的干扰,这就发展了信号滤波理论。
又由于许多系统的结构参数无法事先确定且随时间不断变化,这就产生了鲁棒和自适应控制理论。
对于具有更大不确定性和复杂性的系统,还需要发展能更好地模仿人类智能的智能控制理论。
为了得到具体的控制策略,需要动态全局优化的数学理论和方法,而为了真正实现这种策略,还必须借助于先进的计算手段和各种仪表与执行部件。
自动控制经历了从古典控制理论到现代控制理论的转变。
古典控制理论主要讨论单输入单输出线性系统,代表性的理论和方法包括Routh-Hurwitz稳定性判据,Nyquist分析、Bode图、Ziegler-Nichols调节律和Wiener滤波等。
单复变函数论和平稳过程理论等是古典时期重要的数学工具。
现代控制理论诞生的标志包括极大值原理,美国著名数学家Bellman的动态规划和Kalman的递推滤波以及状态空间模型的能控性、能观测性、反馈镇定等代数理论的出现等。
近40年来,现代控制理论在工程技术需求和计算机发展的有力推动下得到了蓬勃发展,特别在非线性控制、分布参数控制、随机控制、稳健控制、自适应控制、辨识与滤波、离散事件动态系统等若干主要方向上取得了重要进展。
大工《机械工程控制基础》期末考试复习题

大工2018年春《机械工程控制基础》期末考试复习题一、单项选择题〔本大题共40小题,每小题2分,共80分〕1、当二阶系统传递函数的极点分布在s 平面的虚轴上时,系统的阻尼比ζ为〔 〕。
A .ζ<0 B .ζ=0 C .0<ζ<1 D .ζ≧12、已知函数1()()s F s s s a +=+,则()f t 的终值()f ∞=〔 〕。
A .0B .∞C .aD .1/a3、某系统的传递函数2100()12100G s s s =++,则无阻尼自然频率n ω等于〔 〕。
A .10rad/sB .0.1rad/sC .1rad/sD .0.01rad/s 4、作为一个控制系统,一般来说〔 〕。
A.开环不振荡B.闭环不振荡C.开环一定振荡D.闭环一定振荡5、系统不稳定时,其稳态误差为〔〕。
A.+∞B.-∞C.0D.以上都不对6、一阶单位反馈系统的开环传递函数为G sKs s K()()=+,则该系统稳定的K值X围为〔〕。
A.K>0B.K>1C.0<K<10D.K>-17、某一系统的稳态加速度误差为一常数,则该系统为〔〕系统。
A.0型B.I型C.Ⅱ型D.以上选项都不对8、以下关于系统稳态偏差的说法正确的是〔〕。
A.稳态偏差只取决于系统的结构和参数B.稳态偏差只取决于系统输入和干扰C.稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关D.系统稳态偏差为09、在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输入,两者之间的传递函数是〔〕。
A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节10、自动控制系统的反馈环节中必须具有〔〕。
A.给定元件B.检测元件C.放大元件D.执行元件11、在阶跃函数输入作用下,阻尼比〔〕的二阶系统,其响应具有减幅振荡特性。
A.ζ=0 B.ζ>1 C.ζ=1 D.0<ζ<112、一阶系统的传递函数为G sKTs()=+1,则该系统时间响应的快速性〔〕。
A.与K有关B.与K和T有关C.与T有关D.与输入信号大小有关13、一阶闭环系统的开环传递函数为G sss s s()()()()=+++83232,则该系统为〔〕。
机械工程控制基础答案(第七版)

机械工程控制基础答案(第七版)第一章:控制系统的基本概念1.1 什么是控制系统?控制系统是由各种组件和部件组成的工程系统,它们通过传递信号和信息来控制和调节系统的运行状态。
1.2 控制系统的分类控制系统可以根据输入和输出信号的性质分为连续时间控制系统和离散时间控制系统。
1.3 控制系统的组成控制系统主要由输入部分、执行部分和输出部分组成。
输入部分负责接收输入信号,执行部分负责根据输入信号执行相应的操作,输出部分负责输出结果。
1.4 控制系统的闭环与开环闭环控制系统是指系统的输出信号可以作为输入信号的一部分进行反馈控制,而开环控制系统是指系统的输出信号不会作为输入信号的一部分进行反馈控制。
1.5 控制系统的性能指标控制系统的性能指标包括稳定性、快速性、准确性和鲁棒性等。
第二章:传输函数与信号流图2.1 传输函数的定义传输函数描述了控制系统中输入和输出之间的关系。
它可以通过系统的微分方程和拉普拉斯变换来求得。
2.2 传输函数的性质传输函数具有线性、时不变和因果性等性质。
2.3 信号流图的表示信号流图是用于描述控制系统的一种图形表示方法,它由节点和支路组成。
节点表示系统的状态,支路表示信号的传递。
2.4 信号流图的简化信号流图可以通过串联、并联、反馈和转移等操作进行简化和求解。
第三章:经典控制系统设计3.1 一阶惯性环节的控制系统设计一阶惯性环节的控制系统设计主要包括根轨迹法和频率响应法。
根轨迹法通过绘制根轨迹来设计控制系统的参数,频率响应法通过频率特性来设计控制系统的参数。
3.2 二阶惯性环节的控制系统设计二阶惯性环节的控制系统设计主要包括模拟法和频率法。
模拟法通过模拟计算来设计控制系统的参数,频率法通过频率特性来设计控制系统的参数。
3.3 控制系统的稳定性分析与设计控制系统的稳定性是指系统在受到干扰时能够保持稳定的状态。
稳定性分析和设计是控制系统设计中的重要内容。
3.4 控制系统的性能分析与设计控制系统的性能包括快速性、准确性和鲁棒性等方面。
机械工程控制基础复习

机械工程控制基础复习引言机械工程控制是机械工程学科中的核心内容之一,它涉及到机械系统的运动学、动力学以及对机械系统的控制。
掌握机械工程控制的基础知识对于机械工程师来说非常重要,因此本文将对机械工程控制的基础知识进行复习和总结。
机械系统的运动学机械系统的运动学研究的是机械系统的运动过程,其中包括位置、速度和加速度等参数的描述与计算。
机械系统的运动学一般分为直线运动和旋转运动两种。
直线运动对于直线运动,我们主要关注以下几个概念:•位移:表示物体从初始位置到某一位置的变化量,通常用符号Δs表示。
•速度:表示单位时间内位移的变化量,通常用符号v表示。
•加速度:表示单位时间内速度的变化量,通常用符号a表示。
直线运动中,位移与速度、加速度之间的关系可以用如下公式表示:Δs = v * Δtv = a * Δt其中,Δt表示时间的变化量。
旋转运动对于旋转运动,我们主要关注以下几个概念:•角位移:表示物体从初始角度到某一角度的变化量,通常用符号Δθ表示。
•角速度:表示单位时间内角位移的变化量,通常用符号ω表示。
•角加速度:表示单位时间内角速度的变化量,通常用符号α表示。
旋转运动中,角位移与角速度、角加速度之间的关系可以用如下公式表示:Δθ = ω * Δtω = α * Δt机械系统的动力学机械系统的动力学研究的是机械系统的运动过程中的力学关系。
机械系统的动力学一般分为直线运动的动力学和旋转运动的动力学两种。
直线运动的动力学对于直线运动,我们常用的动力学公式有:•牛顿第二定律:F = m * a其中,F表示物体所受的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
•质量与惯性力:F = m * g其中,g表示重力加速度。
旋转运动的动力学对于旋转运动,我们常用的动力学公式有:•牛顿第二定律:τ = I * α其中,τ表示物体所受的合力矩,I表示物体的转动惯量,α表示物体的角加速度。
机械系统的控制机械系统的控制是指通过对机械系统施加适当的力或力矩,使得机械系统按照预定的要求进行运动。
机械工程控制基础

机械工程控制基础机械工程控制基础是指机械工程中涉及到的控制理论和方法。
下面是机械工程控制基础的详细解释:1. 控制系统:控制系统是指由传感器、执行器和控制器组成的系统,用于监测和调节机械系统的运行状态。
控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
2. 传感器:传感器是用来感知机械系统状态或环境参数的装置,常见的传感器有温度传感器、压力传感器、加速度传感器等。
传感器将物理量转化为电信号,用于控制系统的输入。
3. 执行器:执行器是控制系统中的输出装置,用于根据控制信号执行相应的动作。
常见的执行器包括电动机、液压缸、气动阀等。
4. 控制器:控制器是控制系统中的核心部分,用于根据传感器的反馈信号和设定值进行计算和决策,并生成控制信号送往执行器。
常见的控制器有比例控制器、积分控制器、微分控制器等。
5. 反馈控制:反馈控制是指控制系统中利用传感器的反馈信号进行控制的方法。
通过比较反馈信号和设定值,控制器可以调节执行器的输出,使系统保持稳定。
6. 控制策略:控制策略是指控制系统中的算法和方法,用于决定控制器如何根据传感器信号进行计算和决策。
常见的控制策略有比例控制、积分控制、微分控制、模糊控制、PID控制等。
7. 控制系统的稳定性:控制系统的稳定性是指控制系统在一定条件下能否保持稳定的性质。
稳定的控制系统能够快速、准确地响应输入信号,并保持系统的平衡。
8. 控制系统的性能指标:控制系统的性能指标是衡量控制系统性能好坏的指标,常见的性能指标有超调量、调节时间、稳态误差等。
9. 控制系统的建模与仿真:控制系统的建模与仿真是指利用数学模型和计算机仿真技术来研究和分析控制系统的行为。
通过建立系统的数学模型,可以预测和优化控制系统的性能。
总之,机械工程控制基础涵盖了控制系统的基本原理、传感器和执行器的工作原理、控制器的设计和调节方法,以及控制系统的稳定性和性能评估等内容。
这些基础知识对于机械工程师设计和优化机械系统的控制系统具有重要的指导作用。
机械工程导论复习

第一章:机械工程及学科总论机械工程机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。
其基本构成是零件和机构,最终产品是机器。
机械就是机器和机构的总称。
2机械的组成(1)原动部分,是机械的动力源,机械依赖其驱动其他部分,如电动机、内燃机等。
(2)传动部分,是将原动部分的运动和动力传递给执行部分的中间装置,常由凸轮机构、齿轮机构等组成。
(3)控制部分,是控制机械的原动部分、执行部分和传动部分按一定的顺序和规律运动的装置,它包括各种控制机构、电气装置、计算机和液压系统等。
(4)执行部分,是直接完成机器预订功能的工作部分,如汽车的车轮、机床的主轴等。
机器是由若干不同零件组装而成:零件是组成机器的基本要素,即机器的最小制造单元。
各种机器经常用到的零件称为通用零件,如螺钉、螺母、轴、齿轮、弹簧等。
在特定的机器中用到的零件称为专用零件,如汽轮机中的叶片、起重机的吊钩、内燃机中的曲轴、连杆、活塞等。
构件是机器的运动单元,一般由若干个零件刚性联接而成,也可以是单一的零件。
机器的特征:1.都是由许多构件组合而成。
2.组成机器的各运动实体之间有确定的相对运动关系。
3.能实现能量的转换,代替或减轻人的劳动,完成有用的机械功。
凡具备上述三个特征的实体组合体称为机器。
机器组成完整的机器由原动机、工作机和传动装置三部分组成:原动机:机器的动力来源。
电动机、内燃机及液压机等。
工作机:处于整个机械传动路线终端,是完成工作任务的部分。
传动装置:主要作用是把动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。
6什么是机构:具有确定相对运动的各种实物的组合,即符合机器的前两个特征。
机构的特征:1.都是由许多构件组合而成。
2.组成机器的各运动实体之间有确定的相对运动关系。
机器与机构的区别:机构主要用来传递和变换运动,而机器主要用来传递和变换能量,从结构和运动学的角度分析,机器与机构之间并无区别。
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《机械工程控制基础》总复习资料第一章 绪论1.1 控制理论的发展简史(了解)1.2 机械工程控制论的研究对象(P28-P29)1) 机械工程控制理论主要是研究 系统 、 输入 、 输出 。
2) 系统分析 当系统已经确定且输入已知而输出未知时,要求确定系统的输出(响应)并根据输出来分析和研究该控制系统的性能 。
3) 最优控制 当系统已经确定,且输出已知而输入未施加时,要求确定系统的输入(控制)以使输出尽可能满足给定的最佳要求 。
4)滤波与预测问题当系统已经确定,且输出已知,输入已施加当未知时,要求识别系统的输入(控制)或输入中的有关信息 。
5) 系统辨识 当输入与输出已知而系统结构参数未知时,要求确定系统的结构与参数,即建立系统的数学模型 。
6) 最优设计 当输入输出已知而系统未构建时,要求设计系统使得系统在该输入条件下尽可能的符合给定的最佳要求 。
1.3 控制系统的系统的基本概念(P30-P31)1) 信息传递 信息在系统及过程中以某种关系动态地传递(或转换)的过程 。
2) 系统 能够完成一定任务的一些部件的组合 。
3) 控制系统 系统的可变输出如果能按照要求由参考输入或控制输入进行调节。
4) 系统分类: 按照控制系统的微分方程进行分类分为 线性系统 、 非线性系统 。
按照微分方程系数是否随时间变化分为 定常系统 、 时变系统 。
按照控制系统传递信号的性质分类分为 连续系统 、 离散系统 。
按照系统中是否存在反馈将系统分为 开环系统 、 闭环系统 。
5) 对控制系统的基本要求有 稳定 、 快速 、 准确 。
第二章 拉普拉斯变换的数学方法2.1 复数和复变函数1)复数的概念ωδj s +=,s 的实部=)Re(s ,s 的虚部=)Im(s ,=j 。
2)复变函数的概念。
(复变函数的零极点)2.2 拉氏变换与拉式反变换的定义(了解)2.3 典型时间函数的拉式变换(必须牢记)1) 单位阶跃函数为 ,=)](1[t L 。
2) 单位脉冲函数为 ,=)]([t L δ ,单位脉冲函数具有以下性质、 。
3) 单位斜坡函数为 ,=)(t L 。
4) 指数函数为 ,=][at e L 。
5) 正弦函数为 ,=][sin t L ω 。
6) 余弦函数为 ,=][cos t L ω 。
7) 幂函数为 ,=][n t L 。
8) 几种常用的拉式变换公式=-][at teL ,=-][at n e t L =-]sin [t e L at ω ,=-]cos [t e L at ω 。
2.4 拉氏变换的性质1) 线性性质 ,如=+]53sin 2[t L2) 实数域的位移定理 。
3) 复数域的位移定理 。
4) 微分定理 ,=)]([)(t fL n (解微分方程时使用最多)5) 积分定理 ,=⎰⎰]))((...[ndt t f L。
6) 初值定理 。
7) 终值定理 。
8) 卷积定理 。
2.5 拉式反变换的数学方法1) 拉式反变换的数学方法有 、 、 、 。
2) 部分分式法求原函数:011011......)()()(a s a s a b s b s b s A s B s F n n n n m m m m ++++++==----,m n ≥, 当m n φ时,nn n m p s K p s K p s K p s p s p s z s z s z s K s A s B s F -++-+-=------==...))...()(())...()(()()()(22112121 当m n =时,))...()(())...()((......)()()(2121011011n m n n n n n n n n p s p s p s z s z s z s K a s a s a b s b s b s A s B s F ------+=++++++==---- n n p s K p s K p s K K ---++++= (2211))()(|)()()('s A s B p s s A s B K i p s i i =-==, )]([)(1s F L t f -= (利用拉式变换的常用公式)如(1)651)(2+++=s s s s F ,求原函数)(t f(2)6576)(22++++=s s s s s F ,求原函数)(t f思考当)3()2(1)(2++=s s s s F ,此时象函数的极点有重根,如何应用部分分式方法求原函数)(t f 。
(写出公式并计算该题)2.6 用拉式变换求解常微分方程1) 思路:常微分方程---->利用微分定理进行拉式变换求F(s)---->拉式反变换求解f(t)。
2) 如:求微分方程1)0(,0)0(,022....===++x x x x x第三章 系统的数学模型 3.1 概述1) 数学模型概念 在控制系统中为研究系统的动态特性而建立的一种模型 。
2) 建立数学模型的方法有 分析法 和 实验法 。
3)线性系统最重要的特性是 叠加原理 ,具体内容是 系统在几个外加作用下所产生的响应等于各个外加作用单独作用下的响应之和 。
4) 本课程中主要研究 线性定常 系统。
5) 对于非线性系统如何处理 线性化 、 忽略非线性因素 、用非线性系统的分析方法来处理 。
6) 在时域中用 微分方程 描述系统动态特性,在复数域或频域中用传递函数或频率特性 来描述系统的动态特性。
3.2 系统微分方程的建立1)机械系统通常根据 达朗贝尔 原理列写微分方程,该原理具体内容为 作用于每一个支点上的合力,同质点惯性力形成平衡力 ,直线运动应用该原理可列写平衡状态下的微分方程 。
(p64)转动的运动微分方程为 。
2)液压系统应用 流体的质量守恒 定律,内容为 系统的总流入流量与总流出流量之差与系统中流体受压缩产生的流量变化及系统容积变化率产生的流量变化之和相平衡 。
3)电网络系统采用 基尔霍夫电流 定律和 基尔霍夫电压 定律,具体内容分别为 若电路由分支就有节点,汇聚到某节点的所有电流的代数和应等于0,即所有流出节点的电流之和等于所有流进节点的电流之和 、 电网络的闭合回路中电势的代数和等于沿回路的电压降的代数和 。
3.3 传递函数传递函数的定义 对于单输入单输出线性定常系统,在初始条件为零的条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比 。
传递函数的特征方程是 传递函数的分母多项式A(s)=0 。
1) 传递函数只适用于 线性定常 系统,它只反映在 零初始 条件下的动态性能,系统的传递函数只与 系统本身的参数 有关,与 外界输入 无关。
2) 传递函数)()())...()(())...()(()()()(2121s A s B p s p s p s z s z s z s K s X s Y s G n m =------==的零点是极点是。
3)传递函数的典型环节有比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节、一阶微分环节、震荡环节、二阶微分环节、延时环节。
3.4 框图1)框图的定义系统中各个环节的功能和信号流向的图解表示方法。
2)框图的组成元素有方块、信号线、分支点、相加点。
3)动态系统构成有串联、并联、反馈三种形式。
4)请分别画出三种结构图并写出总传递函数。
5)根据4)中所画的框图请写出闭环传函为,前向传函为反馈传函为。
6)框图的等效变换及化简规则:分支点的前移规则后移规则;相加点的前移规则相加点的后移规则;分支点和相加点之间的移动规则。
3.5 机电系统的传递函数(P89能列写表3-2、表3-3的机械网络图的传函)第四章控制系统的时域分析4.1时间响应时间响应的概念机械系统在外加作用激励下,其输出随时间变化的函数关系称之为系统的时间相应。
1)瞬态响应当系统受到外加作用激励后,从初始状态到最后状态的响应过程稳态响应当时间趋于无穷大时,系统的输出状态瞬态响应反应了系统的动态性能稳态响应反应了系统的精确程度。
2)脉冲响应函数当一个系统受到一个单位脉冲激励时,它所产生的反映或者是响应。
线性定常系统的重要特性(P103)系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分,同样系统对输入信号倒数的响应,等于系统对该输入信号响应的导数。
4.2一阶系统的时间响应3)一阶系统的传递函数的一般形式为4)一阶系统的单位阶跃响应、脉冲响应、单位斜坡响应(注意看图形变化趋势)4.3二阶系统的时间响应5)二阶系统的传递函数的一般形式(震荡环节)。
6)二阶系统的欠阻尼情况是7)二阶系统的零阻尼情况是8)二阶系统的临界阻尼情况是9)二阶系统的过阻尼情况是4.4高阶系统的时间响应10)高阶系统的传递函数的一般形式闭环主导极点概念 是指在系统的所有闭环主导极点中,距离虚轴最近且周围没有闭环零点的极点,而素有其他极点都远离虚轴 。
闭环主导极点对系统的影响 距离虚轴较远的非主导极点,对应的动态响应分量衰减较快,对系统的国度过程影响不大;而距离虚轴最近的主导极点,对应的动态响应分量衰减的最慢,在决定过渡过程形式方面起主导作用 。
4.5瞬态响应的性能指标1)瞬态响应性能指标是在 单位阶跃信号作用下 和 零初始 条件下定义的。
2)延迟时间 单位阶跃响应第一次达到为太值的50%所需的时间 。
3) 上升时间 单位阶跃响应第一次从稳态值的10%上升到90%,或从0上升到100%所需的时间 。
4) 峰值时间 单位阶跃响超过其稳态值而达到第一个峰值所需的时间 。
5)超调量 单位阶跃响应第一次越过稳态值到达峰值时,对稳态值的偏差与稳态值之比的百分数 。
6)调整时间 单位阶跃响应与稳态值之差进入允许的误差范围所需的时间 。
7)请列写二阶系统的瞬态响应指标公式8)闭环零点对二阶系统响应的影响主要有 零点的加入使系统超调量增大,而上升时间,峰值时间减小 、 当附加零点越靠近虚轴,其对系统响应的影响越大 、 当附加零点与虚轴的距离较大时,其影响可以忽略 。
4.6 系统的误差分析1)系统的误差分为 瞬态误差 和 稳态误差 。
2)系统的开环传函为))...()(())...()(()()(2121n m p s p s p s s z s z s z s K s H s G ,当 时,系统为I 型系统,当 时,系统为Ⅱ型系统,当 时,系统为Ⅲ型系统。
3)静态位置误差系数公式 ,位置误差为。
4)静态速度误差系数公式 ,速度误差为。
5)静态加速度误差系数公式 ,加速度误差为 。
(熟记表4-1 p127)第五章 系统的频率特性5.1 频率特性1) 频率特性是指 系统对正弦输入的稳定响应 ,计算过程中令)(s G 中的ωj s =得到)(ωj G 即为系统的频率特性。
2) 频率特性包括 相频特性 、 幅频特性 。