自动控制原理课程综述

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《自动控制原理》教学大纲

《自动控制原理》教学大纲

《自动控制原理》教学大纲一、课程概述《自动控制原理》是自动化专业的核心课程之一,旨在让学生掌握自动控制的基本理论和方法,培养学生的自动控制思维和分析问题的能力。

通过本课程的学习,学生将能够理解自动控制系统的基本概念、建模和分析方法,掌握常见的控制器设计方法,了解自动控制的应用领域和未来发展方向。

二、教学目标1.理论知识与概念:掌握自动控制的基本概念和理论知识,包括控制系统的建模和分析、控制器的设计与调整等内容。

2.实践能力培养:掌握自动控制实验的基本原理和方法,能独立设计和实施自动控制实验,并对实验结果进行分析和评估。

3.思维能力培养:培养学生的自动控制思维和分析问题的能力,能够通过理论知识解决实际自动控制问题。

4.综合素质提高:通过自主学习、团队合作和报告撰写等方式,提高学生的综合素质和实践能力。

三、教学内容1.控制系统的基本概念和分类1.1控制系统的定义和基本概念1.2控制系统的分类和组成2.控制系统的建模和分析2.1控制系统的数学建模2.2控制系统的传递函数表示2.3控制系统的稳定性分析3.控制器的设计和调整3.1PID控制器的设计原理和方法3.2控制器调整的经典方法4.线性控制系统分析与设计4.1样差环节系统分析4.2器件与设备系统分析4.3各级系统趋势与扩展5.非线性控制系统分析与设计5.1状态空间方法5.2反馈线性化方法5.3非线性控制器设计方法6.高级控制方法与应用6.1模糊控制理论与应用6.2自适应控制理论与应用6.3鲁棒控制理论与应用四、教学方法1.理论讲授:通过课堂讲解、示意图和实例分析等方式,向学生讲解自动控制的基本理论和方法。

2.实验演示:开展自动控制相关的实验演示,让学生亲自操作和实践,加深对理论知识的理解和应用。

3.课堂讨论:组织学生进行课堂讨论,解答学生对理论知识和实践问题的疑惑,增强学生的自主学习和思维能力。

4.基于项目的学习:组织学生选择一个自动控制相关的项目,进行分析和设计,并撰写报告进行展示,培养学生的实践能力和综合素质。

自动控制原理总结归纳报告

自动控制原理总结归纳报告
定性控制面临的问题:发展定性数学理论,改进定性推理方法,注重定性和定量知识的结合;研究定性建模方法,定性控制方法;加强定性控制应用领域的研究。
9.预测控制(Predictive Control)
预测控制是在工业实践过程中独立发展起来的一种新型控制方法,它不仅适用于工业过程这种“慢过程”的控制,也能适用于快速跟踪的伺服系统这种“快过程”控制。目前实用的预测控制方法有动态矩阵控制(DMC),模型算法控制(MAC),广义预测控制(GPC),模型预测启发控制(MPHC)以及预测函数控制(PFC)等。这
系统分析方法是控制系统综合设计的基础这部分的内容主要包括时域分析法、根轨迹法、频域响应法是控制理论的重点。在控制系统中稳定性、快速性和准确性是对控制系统的基本要求也是衡量系统性能的重要指标控制系统不同的分析问题方法都是紧紧围绕这三个方面展开的。只要抓住这个特点就抓住了系统分析的关键有助于加深对不同方法的理解。例如以我军某军舰上的雷达定位系统为例假设给定目标信号要求设计控制器使系统在给定输入下跟踪指定目标最小且抗干扰性最好。这些生动的工程实例大大激发了我的兴趣使我感受到了控制理论的魅力深刻理解了
既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理过于集中带来的危险,而且还有大规模数据采集、处理的功能以及较强的数据通信能力。
分布式控制系统既有计算机控制系统控制算法灵活,精度高的优点,又有仪表控制系统安全可靠,维护方便的优点。它的主要特点是:真正实现了分散控制;具有高度的灵活性和可扩展性;较强的数据通信能力;友好而丰富的人机联系以及极高的可靠性。
关键字:控制 方法 发展
正文:
一、自动控制理论的分析方法:(1)时域分析法;(2)频率法;(3)根轨迹法;(4)状态空间方法;(5)离散系统分析方法;(6)非线性分析方法

自动控制原理课程简介

自动控制原理课程简介

《自动控制原理》课程简介课程编号:A1620025课程名称:自动控制原理学分/学时:4/64开课学期:第5学期课程类型:专业必修课程课程性质:必修先修课程:《高等数学A(1)》、《高等数学A(2)》、《线性代数》、《电路》、《复变函数与积分变换》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统分析》适用专业:自动化考核方式:考试考核形式:大作业、期中测试、实验评估、期末考试等组合形式建议教材:(1)谢克明编著.自动控制原理(第3版).电子工业出版社,2010年(2)常熟理工学院电气及自动化工程学院自编讲义.自动控制原理实验指导书,校内讲义,2015年内容简介:《自动控制原理》课程是一门研究自动控制系统的基本概念、基本原理和基本分析与设计方法的基础工程课程,本课程主要内容包括自动控制系统建模、自动控制系统分析和自动控制系统设计(校正)三个方面。

通过本课程的教学,让学生掌握分析与综合SISO自动控制系统的经典控制理论与方法,并能初步结合实际,分析和设计控制系统,以及在MATLAB与Simulink支持下对控制系统进行计算机辅助分析和设计。

为今后进一步深入学习和研究其他控制理论与控制系统设计打下坚实的基础。

自动控制原理Automatic Control Theory课程编号:A1620025学分:4学时:64学时(讲课:56学时实验:8 学时实践:0学时)学时:周开课学期:第5学期课程类型:专业必修课程课程性质:必修先修课程:《高等数学A(1)》、《高等数学A(2)》、《线性代数》、《电路》、《复变函数与积分变换》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统分析》适用专业:自动化建议教材:(1)谢克明编著.自动控制原理(第3版).电子工业出版社,2010年(2)常熟理工学院电气及自动化工程学院自编讲义.自动控制原理实验指导书,校内讲义,2015年主要参考书:(1)胡寿松主编.自动控制原理(第5版).科学出版社.2007年(2)李友善主编.自动控制原理(第3版).国防工业出版社.2005年(3)富兰克林,鲍威尔主编; 李中华,张雨浓译著.自动控制原理与设计.人民邮电出版社.2007年开课学院:电气与自动化工程学院修订日期:2018年9月一、课程说明《自动控制原理》课程是自动化专业学生学习和掌握自动控制系统的基本概念、基本原理和基本分析与设计方法的基础工程课程,它是自动化专业的一门专业必修课程,在第五学期开设。

自动控制原理课程

自动控制原理课程

自动控制原理课程
自动控制原理是一门不可或缺的工程技术课程,也是工程师熟练安装、控制、调试自动设备系统的基础。

它涵盖一系列主要研究内容,如:电声学原理,系统建模与性能分析,器件与控制算法,检测与测量技术、信号转化,以及控制系统的设计等。

自动控制原理课程不仅可以深入分析有关系统性能,还能增强系统的效率,有助于提高对复杂系统的综合管理能力。

在自动控制原理课程中,学生可以掌握有关系统分析的技术,包括传输函数、非线性系统以及调节技术等。

学习者们可以运用数学的方法预测系统的动态行为,并通过系统参数更改以提高系统性能,改善系统的控制效果。

此外,学习者们还可以从检测与信号处理的角度,熟练掌握有关探测设备、增量传感器、计算机控制、数据传输与记录以及参数补偿等技术。

在实际应用中,学习者们应能用掌握的自动控制原理,以及熟悉的其他工程技术知识,解决实际工程技术上的问题,即:设计控制器、参数校对,调试设备自动控制系统,进行实验,运用数据分析和仿真等。

从宏观上看,学生们可以熟悉自动控制的生产业务,并建立从系统模型到仿真实验的学习模式,由此提高他们的系统性管理能力。

总的来说,自动控制原理课程使学生掌握从基础知识到实践能力的技术,以此有效的解决实际的工程技术问题。

自动控制原理课程小结

自动控制原理课程小结

《自动控制原理》课程小结随着生产的发展和科技的进步,自动控制技术已经广泛应用于工农业生产、交通运输和国防等各个领域,并成为当今最受重视的技术之一。

《自动控制原理》课程正是基于当今高新技术的发展和我院电气专业学生的发展需要而开设的,是电气工程及其自动化专业的专业基础课之一,侧重于方法论的研究。

通过本课程的学习,培养学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(校正)的基本方法,初步掌握系统实验技能,使学生掌握自动控制的基本理论和方法,具备对自动控制系统进行分析、计算、实验和校正的能力,为专业课的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础。

在教学方法上,将课堂教学、实验教学、课程研讨等有机地结合起来;充分利用多媒体教学手段提高教学效率,激发学生的学习兴趣和热情。

利用板书推导一些公式或解答例题。

将教学内容分为细讲、精讲、略讲、自学、讨论五类。

通过matlab仿真,使学生自己能够学会归纳总结自控的学习方法及规律。

依据教学基本要求和本课程的教学目标及学生的基本情况,确定课程的内容:①线性系统的数学模型:微分方程,传递函数,动态结构图的等效变换与简化,信号流图,梅森公式及其应用;②线性系统的稳定性与稳定性判据,动态性能分析与指标计算,稳态误差计算,二阶系统性能改善措施,复合控制;③根轨迹与根轨迹方程的概念,绘制常规根轨迹与零度根轨迹的法则,用根轨迹分析系统性能;④奈氏曲线和伯特图,奈氏判据稳定裕度的概念与计算,三频段的概念。

课程考核采用闭卷笔试,成绩评定按(试卷成绩80%+平时成绩20%)20%+实验成绩20%。

将传统教学方式和MATLAB相结合。

MATLAB提供了功能强大的工具,具有先进的视觉化功能,充分发挥MATLAB在自动控制原理教学中的应用,达到较为满意的教学效果。

采用对比式教学,例如讲稳定性分析时,将劳斯判据和奈奎斯特判据对比。

通过这样的对比教学,找出它们之间的共性和个性,联系与区别。

《自动控制原理》是一门理论性强、应用性强的课程。

自动控制原理综述

自动控制原理综述

自动控制原理综述报告一、自动控制的作用自动控制学科是近几十年来了发展起来的一门很重要的学科。

它的发展很迅速,特别是计算机的快速发展,更加快了它的发展,尤其是工业自动化技术近年来的发展。

自动化学科研究的范围也是很广泛的,对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极作用。

自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。

自动控制是相对人工控制概念而言的。

指的是在没人参与的情况下,利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。

自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。

自动控制是工程科学的一个分支。

它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响,以使得输出值接近我们想要的值。

从方法的角度看,它以数学的系统理论为基础。

我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。

基础的结论是由诺伯特·维纳,鲁道夫·卡尔曼提出的。

二、自动控制领域的发展过程150多年前第一代过程控制体系是基于5-13psi的气动信号标准(气动控制系统PCS,Pneumatic Control System)。

简单的就地操作模式,控制理论初步形成,尚未有控制室的概念。

第二代过程控制体系(模拟式或ACS,Analog Control System)是基于0-10mA或4-20mA的电流模拟信号,这一明显的进步,在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。

它表征了电气自动控制时代的到来。

控制理论有了重大发展,三大控制论的确立奠定了现代控制的基础;控制室的设立,控制功能分离的模式一直沿用至今。

第三代过程控制体系(CCS,Computer Control System).70年代开始了数字计算机的应用,产生了巨大的技术优势,人们在测量,模拟和逻辑控制领域率先使用,从而产生了第三代过程控制体系(CCS,Computer Control System)。

《自动控制原理》课程教案

《自动控制原理》课程教案

《自动控制原理》课程教案前言一、重要性1、自动控制原理是自动化专业主干课程,是最重要的专业基础课,该课程涉及到电路、电机拖动、电子技术等方面的知识,为学好专业课打下良好的基础。

2、自动控制原理课不仅是高校控制类专业必修课程,而且越来越多的非控制专业也列入必修课,也各高校研究生入学考试的课程。

3、自动化的核心是控制技术,控制技术的的基础是控制理论,没有先进的控制理论就没有先进的控制技术。

二、本课主要内容自动控制系统的基本概念、控制系统的数学模型建立、介绍线性系统的时域分析、根轨迹分析、频域分析三大分析设计方法,并介绍校正的相关概念与系统校正的设计方法。

三、如何学好该课程要学好这门课程主要把握几个环节:1、知识的连续性,一环扣一环,及时消化理解;2、要掌握好电路、电机拖动及模拟电子技术方面的知识;3、加强作业练习,作好课堂笔记;4、利用好答疑时间,发现问题及时解决;5、加强实践环节,上好实验课。

四、参考书1、卢京潮编著,自动控制原理,西北工业大学出版社,2004年9月2、蒋大明等编著,自动控制原理,清华大学出版社,2003年3月3、谢克明等编著,自动控制原理,电子工业出版社,2004年4月4、杨自厚编著,自动控制原理,冶金工业出版社,2002年5月卢京潮编著:主要特点:(1)内容较丰富;(2)有系统仿真分析;(3)第一章有相关新知识。

蒋大明等编著:主要特点:(1)系统实例较多,具有一定的实用性。

(2)主要参考第二章和第五章内容。

杨自厚编著主要特点:(1)系统设计方面讲述全面、系统。

(3)主要参考第三章、第五章和第六章内容。

五、学时分配(80学时)六、本课程自学内容1、动态误差系数(2学时)提纲:广义误差系数:动态位置误差系数、动态速度误差系数、动态加速度误差系数等。

要求:能求系统的动态误差。

所需知识:传递函数、稳态误差2、高阶系统(2学时)提纲:(1)高阶系统的单位阶跃响应。

(2)高阶系统的动态性能估算。

《自动控制原理》综述报告

《自动控制原理》综述报告

《自动控制原理》综述报告摘要:在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的的作用。

所谓自动控制,是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。

例如,数控车床按照预定程序自动地工作;化学反应炉的温度或压力自动地维持恒定;雷达和计算机组成的导弹发射和制导系统,这一切都是以应用高水平的自动控制技术为前提的。

关键字:控制 响应 稳定 正文:一、控制系统的数学模型要求: 根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数(方法不同,但同一系统两者结果必须相同)一、控制系统3种模型,即时域模型----微分方程;复域模型——传递函数;频域模型——频率特性。

其中重点为传递函数。

线性定常系统的传递函数是在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比 二、结构图的等效变换和简化1.等效原则:变换前后变量关系保持等效,简化的前后要保持一致2.结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。

如果结构图彼此交叉,看不出3种基本连接方式,就应用移出引出点或比较点先解套,再画简。

其中:三. 应用信号流图与梅森公式求传递函数 梅森公式: ∑=∆∆=nk kk P P 11式中,P —总增益;n —前向通道总数;P k —第k 条前向通道增益;△—系统特征式,即 +-+-=∆∑∑∑f e d c b a L L L L L L 1Li —回路增益;∑La —所有回路增益之和;∑LbLc —所有两个不接触回路增益乘积之和; ∑LdLeLf —所有三个不接触回路增益乘积之和;△k —第k 条前向通道的余因子式,在△计算式中删除与第k 条前向通道接触的回路。

二、线性系统的时域分析要求:1) 会分析系统的时域响应()c t ,包括动态性能指标;2) 会用劳斯判据判定系统稳定性并求使得系统稳定的参数条件;3)会根据给出的系统结构图,求出系统稳态误差,并减小或消除之。

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Hefei University 自动控制原理课程综述报告专业:自动化班级: 09级自动化1班姓名:王杰学号: 0905072038 完成时间: 2011年12月31日目录一、自动控制系统的数学模型 (3)1.1传递函数 (3)1.2结构图化简 (4)1.3信号流图 (4)1.4梅逊公式 (5)二、线性系统的时域分析 (5)2.1欠阻尼二阶系统的特征参量 (6)2.2劳斯判据: (6)2.3线性系统的稳态误差 (7)三、线性系统的根轨迹法 (7)四、线性系统的频域分析法 (9)4.1频域分析法的特点: (9)4.2典型环节及其传递函数 (9)自动控制原理课程综述报告摘要:自动控制技术已广泛应用于制造业、农业、交通、航空及航天等众多产业部门,极大地提高了社会劳动生产率,改善了人们的劳动环境,丰富和提高了人民的生活水平。

在今天的社会生活中,自动化装置无所不在,为人类文明进步做出了重要贡献;通信和金融业已接近全面自动化,哈勃太空望远镜为研究宇宙提供了前所未有的机会,04年美国研制的勇气号和机遇号火星探测器胜利地完成了火星表面的实地探测。

该课程综述主要总结自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、线性系统的时域分析法、线性系统的根轨迹法、线性系统的频域分析法和线性系统的校正方法相关内容。

关键词:自动控制原理、稳、准、快正文:一、自动控制系统的数学模型在控制系统的分析和设计中,首先要建立系统的数学模型。

控制系统的数学模型是描述系统内部物理量(或变量)之间关系的数学表达式。

在静态条件下(即变量各阶导数为零),描述变量之间关系的代数方程叫静态数学模型;而描述变量各阶导数之间关系的微分方程叫动态数学模型。

如果已知输入量及变量的初始条件,对微分方程求解,就可以得到系统输出量的表达式,并由此可对系统进行性能分析。

因此,建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的首要工作。

1.1传递函数在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比定义为线性定常系统的传递函数。

系统传递函数G(s)的特征可由其极点和零点在s复数平面上的分布来完全决定。

用D(s)代表G(s)的分母多项式,M(s)代表G(s)的分子多项式,则传递函数G(s)的极点规定为特征方程D(s)=0的根,传递函数G(s)的零点规定为方程M(s)=0的根。

极点(零点)的值可以是实数和复数,而当它们为复数时必以共轭对的形式出现,所以它们在s复数平面上的分布必定是对称于实数轴(横轴)的。

系统过渡过程的形态与其传递函数极点、零点(尤其是极点)的分布位置有密切的关系1.2结构图化简(1)各前向通路传递函数的乘积不变;(2)各反馈回路传递函数的乘积不变。

结构图的等效变换和化简:1).环节串联:2).环节并联:3).反馈等效:1.3信号流图信号流图起源于梅森利用图示法来描述一个或一组线性代数方程式,它是由节点和支路组成的一种信号传递网络。

节点:用来表示变量或信号的点,用符号“○”表示。

支路:连接两节点的定向线段,用符号“→”表示。

名词术语:(1)节点表示变量或信号,其值等于所有进入该节点的信号之和(2)输入节点它是只有输出的节点,也称源点。

(3)输出节点它是只有输入的节点,也称汇点。

然而这个条件并不总是能满足的。

为了满足定义的要求可引进增益为1的线段。

(4)混和节点它是既有输入又有输出的节点。

例如,图3.56中是一个混和节点。

(5)支路定向线段称为支路,其上的箭头表明信号的流向,各支路上还标明了增益,即支路的传递函数。

(6)通路沿支路箭头方向穿过各相连支路的路径称为通路。

(7)前向通道从输入节点到输出节点的通路上通过任何节点不多于一次的通路称为前向通道。

(8)回路始端与终端重合且与任何节点相交不多于一次的通道称为回路。

(9)不接触回路没有任何公共节点的回路称为不接触回路。

1.4梅逊公式其中:称为特征式。

Pi:从输入端到输出端第k条前向通路的总传递函数。

Δi:在Δ中,将与第i条前向通路相接触的回路所在项除去后所余下的部分,称为余子式。

:所有单回路的“回路传递函数”之和ΣjiLL:两两不接触回路,其“回路传递函数”乘积之和ΣLiLjLk:所有三个互不接触回路,其“回路传递函数”乘积之和“回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数只积并且包含表示反馈极性的正负号。

二、线性系统的时域分析在确定系统的数学模型后,便可以用几种不同的方法去分析控制系统的动态系统的性能和稳态性能。

在经典控制理论中,常用时域分析法、根轨迹法后频域分析法来分析线性控制系统的性能。

显然,不同的方法有不同的特点和适用范围,但是比较而言,时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行分析的方法,具有直观、准确的优点,并且可以提供系统时间响应的全部信息。

2.1欠阻尼二阶系统的特征参量对于任何线性定常连续控制系统由如下的关系:1、系统的输入信号导数的响应等于系统对该输入信号响应的导数;2、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,积分常数由初始条件确定。

2.2劳斯判据:设系统特征方程为:劳斯判据指出:系统稳定的充要条件是劳斯表中第一列系数都大于零,否则系统不稳定,而且第一列系数符号改变的次数就是系统特征方程中正实部根的个数。

劳斯判据特殊情况的处理⑴某行第一列元素为零而该行元素不全为零时——用一个很小的正数ε代替第一列的零元素参与计算,表格计算完成后再令0→ε。

⑵某行元素全部为零时——利用上一行元素构成辅助方程,对辅助方程求导得到新的方程,用新方程的系数代替该行的零元素继续计算。

当特征多项式包含形如(s+σ)(s-σ)或(ω+ js) (ω−js)的因子时,劳斯表会出现全零行,而此时辅助方程的根就是特征方程根的一部分。

2.3线性系统的稳态误差当系统从一个稳态过度到新的稳态,或系统受扰动作用又重新平衡后,系统可能会出现偏差,这种偏差称为稳态误差。

稳态误差记作ess (Steady-State Errors)静态误差系数在控制系统的分析中,通常采用静态误差系数作为衡量系统稳态性能的一种品质指标,静态误差系数能表征系统所具有的减小或消除稳态误差的能力。

静态误差系数越大,系统的稳态误差就越小;当静态误差系数为∞时,系统没有稳态误差。

静态误差系数包括位置误差系数Kp、速度误差系数Kv、加速度误差系数Ka。

三、线性系统的根轨迹法根轨迹是开环系统某一参数从零变化到无穷大时,闭环系统特征根在s平面上变化的轨迹。

可分成常义根轨迹和广义根轨迹。

根轨迹由180度、0度和参量根轨迹。

开环传递函数可表示为系统的闭环传递函数为系统的闭环特征方程为幅值条件:相角条件:根轨迹绘制的基本法则:法则1 根轨迹的起点和终点:根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点;如果开环零点个数少于开环极点个数,则有(n− m)条根轨迹终止于无穷远处。

法则2 根轨迹的分支数,对称性和连续性:根轨迹的分支数与开环零点数m、开环极点数n中的大者相等,根轨迹连续并且对称于实轴。

法则3 实轴上的根轨迹:从实轴上最右端的开环零、极点算起,奇数开环零极点到偶数开环零极点之间的区域必是根轨迹。

法则4 根轨迹的渐近线:当系统开环极点个数n大于开环零点个数m时,有n−m 条根轨迹分支沿着与实轴夹角为ϕa、交点为σa的一组渐近线趋向于无穷远处,且有法则5 根轨迹的分离点:两条或两条以上根轨迹分支在s平面上相遇又分离的点,称为根轨迹的分离点。

法则6 根轨迹与虚轴的交点:若根轨迹与虚轴相交,意味着闭环特征方程出现纯虚根。

方法一、故可在闭环特征方程中令ω=js,然后分别令方程的实部和虚部均为零,从中求得交点的坐标值及其相应的K∗值。

方法二、用劳斯稳定判据求根轨迹与虚轴的交点,即劳斯判据中的第二种特殊情况(某一行为零,构造辅助方程)开环零极点的分布对系统性能的影响:增加一个开环零点使系统的根轨迹向左偏移,提高了系统的稳定性,有利于改善系统的动态性能。

开环负实零点离虚轴越近,这种作用越大。

增加一个开环零点使系统的根轨迹向右偏移,降低了系统的稳定性,有损于系统的动态性能。

开环负实零点离虚轴越近,这种作用越大。

四、线性系统的频域分析法借助傅里叶级数,将非正弦周期性电压(电流)分解为一系列不同频率的正弦量之和,按照正弦交流电路计算方法对不同频率的正弦量分别求解,再根据线性电路叠加定理进行叠加即为所求的解,这是分析非正弦周期性电路的基本方法,这种方法叫频域分析法,也称为频谱分析法.4.1频域分析法的特点:①用图解法分析系统,形象直观,应用奈奎斯特稳定判据,可以根据系统的开环频率特性研究闭环系统的稳定性,而不必解出特征根;②对于二阶系统,频率特性与时域性能指标有确定的对应关系;对于高阶系统,两者也存在近似关系;③频率特性有明确的物理意义,很多元部件的这一特性都可用实验方法确定,对难以列写微分方程的系统具有重要的意义;④频率特性法不仅适用于线性定常系统的分析研究,还可以推广应用于某些非线性控制系统;⑤当系统在某些频率范围存在严重噪声时,应用频域分析法可以设计出能满意地抑制这些噪声的系统.4.2典型环节及其传递函数1.比例环节比例环节又称放大环节,其输出不失真、不延迟、成比例地复现输入信号的变化。

微分方程式为参数传递为:2.惯性环节惯性环节又称为非周期环节,其输出量延缓地反映输入量的变化规律。

微分方程式为3.积分环节积分环节的输出量是输入量在时间上的积分。

4.微分环节理想的微分环节,其输出是输入信号对时间的微分。

5.一阶微分环节一阶微分环节又称比例-微分环节。

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