控制工程基础课程总结
经典控制理论
自动控制理论 现代控制理论
以状态空间法为基础,研究多 输入,多输出、时变参数、随 机参数、非线性等控制系统的 分析和设计问题。
一、控制系统的概念
1. 工作原理:
首先检测输出量的实际值,将突际值与给定值(输 入量)进行比较得出偏差值,再用偏差值产生控制调节 信号去消除偏差。
2 . 闭环控制系统的组成: 闭环控制系统一般由给定元件、检测元件、比较 元件、放大元件、执行元件及被控对象等组成。 3 .反馈的概念
(2)拉氏变换定理
常用的典型输入信号及其拉氏变换
拉氏变换的主要定理
叠加定理
齐次性:L[af(t)]=aL[f(t)],a为常数;
叠加性:L[af1(t)+bf2(t)]=aL[f1(t)]+bL[f2(t)] a,b为常数; 微分定理
df (t ) L sF ( s) f (0), dt f (0) f (t ) t 0
xo(t)
2 n ( s) 2 2 s 2 n s n
上升时间: r 峰值时间: p 调整时间:
t t
允许误差=0.05或0.02
Mp
快速性
1
ts
最大超调量:M p平稳性
0
tr tp
ts
t
5.稳态误差 (1)稳态误差的概念 输出实际值与期望值之差。稳态误差 ess 是系统误差信号e(t ) e 的稳态值,即: ss lim e(t )
t s 0
求解拉氏反变换的部分分式法
系统的传递函数
输入、输出的初始条件为零,线性定常系统(环节或元件) 的输出 x 0 t 的Laplace变换 X 0 s 与输入 x i t 的Laplace变换 X i s 之比,称为该系统(环节或元件)的传递函数G(S)。
3 .方框图简化
Xi(s) Xo(s) G1 ( s )G2 ( s )G3 ( s ) 1 G1 ( s )G2 ( s ) H1 ( s ) G2 ( s )G3 ( s ) H 2 ( s ) G1 ( s )G2 ( s )G3 ( s ) H 3 ( s )
(二)时域分析法 1.何谓时间响应? 2.一阶系统的时间响应 (1)一阶系统的单位阶跃响应 输入信号: xi (t ) 1
控制工程基础
课程总结
《控制工程基础》课程的基本内容
控制系统 工作 原理 的组成 建立的 方法 控制系统 的分类 PID校正
控制系统的概念
滞后校正
超前校正
数学模型
传递函 数
控制系统
校正
常用校 正方式
框图化 简
对控制系统的基本要求
稳定性 准确性 快速性
滞后—— 超前校正
时域分析法 频域分析法
以传递函数为基础,研究单输入, 单输出线性时不变系统的分析和设 计问题。
Q(s)
Q(s) G(s)
C ( s) R( s)G ( s) Q( s) [ R( s) Q( s ) ]G ( s) G ( s)
C ( s) [ R( s) Q( s)]G ( s) R( s)G ( s) Q( s)G ( s)
比较点移动示意图
R(s)
G(s)
t
稳态误差取决于G(s)H(s)—系统的结构与参数及输入信号X i (s)
(2)稳态误差的计算 一般方法
ess lim s
s 0
1 1 X i (s) H ( s) 1 G ( s) H ( s)
系统 类型 0型 I型 II型
单位阶跃输入 单位速度输入 单位加速度输入
1 1 K
积分定理
F ( s ) f ( 1) (0) L f (t )dt , f ( 1) (0) f (t )dt t0 s s
初值定理
t 0
lim f (t ) f (0 ) lim sF ( s)
s
终值定理
lim f (t ) f ( ) lim sF ( s )
5.稳定性裕量
在系统设计中,不仅要求系统稳定,而且还希望系统具 备适当的的稳定性储备——即裕量。习惯上用相位裕量和幅 值裕量来表征开环幅相曲线接近临界点的程度,作为系统稳
定程度的度量。
• • 相位裕量 幅值裕量
三、控制系统的综合校正
(一)校正的概念及校正的实质 所谓校正,就是改变系统的动态特性,使系统满足特定的 技术要求。通过改变系统结构或在系统中加入一些参数可调的 装置,以改善系统的稳态、动态性能,使系统满足给定的性能
输出量通过检测装置将信号返回输入端,并与输入 量进行比较的过程。
4 .控制系统的分类
(1)按系统有无反馈分——开环控制系统、闭环控制系统、 半闭环控制系统 (2)按系统输入量的特征分——恒值控制系统、随动控制 系统、过程控制系统
(3)按系统中传递信号的性质分——连续控制系统、离散
控制系统
工作原理: 浮子检测实际水位, 反馈到控制器并与希望 水位比较得偏差,根据 偏差大小控制电动阀门 从而控制水箱的水位, 纠正偏差。
Xi(s)
H2(s)
B
G1(s)
+
H1(s)
G2(s)
G3(s)
A
Xo(s)
H3(s)
解:1、A点前移;
Xi(s)
H2(s)G3(s)
+
G1(s)
H1(s)
Xo(s) G2(s) G3(s)
H3(s)
2、消去H2(s)G3(s)反馈回路
Xi(s)
+
G1(s)
G2 ( s) 1 G2 ( s)G3 ( s) H 2 ( s)
(1)串联连接 (2)并联连接 (3)反馈连接
方框图的等效变换法则 求和点的移动 引出点的移动
注意:分支点和相加点之间不能相互移动。
R(s)
G(s) 比较点前移
+
C(s) Q(s)
R(s) G(s)
+
C(s) 比较点后移 Q(s)
R(s) G(s)
+
C(s)
R(s) G(s)
+
C(s)
4)根据实频、虚频表达式, a.确定曲线所在象限。 b.与坐标轴的交点。 c.曲线的渐近线。 d .若 Re[G ]、 G ]不是w的单调函数, Im[ 尚需判断曲线的弯曲方向。
绘制开环对数曲线的步骤如下: 1、把传递函数化为标准式,即化为典型环节的传递函数乘积; 2、求出各典型环节的转折频率; 3、将转折频率按由小到大顺序在选定的坐标图上沿频率轴标出 4、画出对数幅频特性的低频渐近线,斜率为 20dB/ dec 在 1 处, L( ) 20 lg K 5、在每个转折频率处改变渐近线的斜率; 1 1 1 因子的转折频率 ,当 时,
C(s) C(s)
R(s)
G(s)
分支点(引出点)后移
分支点(引出点)前移
R(s)
R(s) G(s) G(s) C(s) C(s)
G(s) R(s)
C(s) R(s)
R( s ) R( s)G ( s) 1 R( s) G(s)
C ( s) R( s)G( s)
分支点移动示意图
例:
Xo(s) G3(s)
H1(s) H3(s)
3、消去H1(s) 反馈回路
Xi(s)
G1 ( s )G2 ( s )G3 ( s ) 1 G1 ( s )G2 ( s ) H1 ( s ) G2 ( s )G3 ( s ) H 2 ( s )
Xo(s)
H3(s)
4、消去H3(s) 反馈回路
(三)频域分析法
1. 频率响应及频率特性 稳定的系统对正弦输入的稳态响应,称为频率响应。 线性稳定系统在正弦信号作用下,当频率从零变化到无 穷时,稳态输出与输入的幅值比、相位差随频率变化的特性, 称为频率特性。 (包括幅频特性、相频特性)
2. 频率特性的求取方法 已知系统的传递函数,令s=jω,可得系统的频率特性。
1 jT1
分段直线斜率的变化量为 20dB/ dec
1 T2
T1
T1
1 jT2 因子的转折频率
,当
1 T2
时,
20dB/ dec 2 分段直线斜率的变化量为 n j 2 2 n j n2 因子的转折频率 n ,当 n 时,
分段直线斜率的变化量为 40dB/ dec
指标。为了满足性能指标而加进系统的装置,称为校正装置。
校正的实质就是改变系统零、极点数目和位置。 (二)常用校正方式 1.串联校正 2. 反馈校正 3. 顺馈校正
(三)PID控制 P控制 u (t ) K p e(t )
1 t PI控制 u (t ) K p [e(t ) T 0 e(t )dt] I d u (t ) K p [e(t ) TD e(t )] PD控制 dt
高频渐近线,其斜率为 20(n m)dB / dec
n为极点数,m为零点数
4. 频域稳定性判据 如果系统开环传递函数 Gk (s) 有 P 0 个右极点,且
Gk ( j ) G ( j ) H ( j ) 的半叶奈氏曲线以逆时针方向包围 P 那么,系统闭环一定是稳定的; (1, j 0) 点的圈数为 N = , 2
稳定性就是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状 态的能力。
(2)系统稳定的充分必要条件 不论系统特征方程的特征根为何种形式,线性系统稳定 的充要条件为:所有特征根均为负数或具有负的实数部分; 即:所有特征根均在复数平面——[s]平面的左半平面。
控制工程必备知识点总结
控制工程必备知识点总结一、控制系统的基本概念1. 控制系统的定义和基本组成控制系统是一个通过对系统输入信号进行调节,使得系统输出信号满足特定要求的系统。
控制系统由输入、输出、反馈和控制器等基本组成部分构成。
2. 控制系统的分类控制系统根据其控制方式可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统只能通过输入信号来控制系统输出,而闭环控制系统可以通过反馈信号来对系统进行调节。
3. 控制系统的性能指标控制系统的性能指标包括稳定性、灵敏度、鲁棒性、动态性能等,这些指标反映了控制系统对信号变化的响应能力和稳定性。
二、控制系统的建模与分析1. 控制系统的数学模型控制系统的数学模型是控制工程的核心,它描述了系统的输入输出关系以及系统内部的动力学特性。
控制系统的数学模型可以用微分方程、差分方程、状态方程等形式进行描述。
2. 控制系统的传递函数传递函数是控制系统数学模型的一种常用表示形式,它描述了系统输入和输出之间的传输特性。
控制系统的传递函数可以通过系统的输入输出数据进行辨识或通过系统的数学模型进行求解。
3. 控制系统的频域分析频域分析是控制系统分析的重要方法之一,它将控制系统的动态响应从时域转换到频域,通过频域特性来分析控制系统的稳定性、干扰抑制能力等。
4. 控制系统的状态空间分析状态空间分析是控制系统分析与设计的另一种常用方法,它描述了系统的状态变量与输入输出变量之间的关系,并可以用于分析控制系统的稳定性、可控性和可观测性等。
5. 控制系统的稳定性分析控制系统的稳定性分析是控制工程中的重要内容,它用于评估控制系统的稳定性,并设计满足稳定性要求的控制器。
三、控制系统的设计与实现1. 控制系统的控制器设计控制系统的控制器设计是控制工程的核心内容之一,它通过对系统数学模型的分析和综合,设计出满足性能指标要求的控制器。
2. 控制系统的闭环控制闭环控制系统通过对系统的反馈信号进行处理,实现对系统输出的精确控制,提高系统的鲁棒性和鲁棒性。
自动化课程总结模板控制工程基础
自动化课程总结模板控制工程基础自动化课程总结模板─ 控制工程基础一、引言自动化技术在现代工程领域中起着至关重要的作用。
而控制工程作为自动化技术的核心领域之一,在我所学习的自动化课程中占据了重要的地位。
本文将对我在控制工程基础课程学习中的心得体会进行总结,从课程内容、教学模式以及学习收获三个方面进行阐述。
二、课程内容控制工程基础课程将我们引入到了控制系统的基本概念和原理之中。
在课程学习过程中,我们深入研究了控制系统的组成结构、信号传输原理、控制器设计方法等内容。
通过学习,我对传感器、执行器、控制算法等方面的知识有了更加全面的了解,并且深入了解了控制系统的数学模型及其仿真方法。
三、教学模式在控制工程基础课程中,教学模式灵活多样,使得我们能够充分参与到实践中。
老师采用了课堂讲授、案例分析、实验操作等多种形式进行教学,使得我们既能够理论上掌握知识,又能够通过实验实际操作来加深理解。
这种教学模式让我在学习过程中感到积极性和主动性,对课程内容的学习更加深入和扎实。
四、学习收获通过学习控制工程基础课程,我不仅仅学到了理论知识,更重要的是培养了自己的实际动手能力和问题解决能力。
在实验操作过程中,我学会了使用控制系统仿真软件进行实践操作,并且能够熟练应用所学知识解决实际问题。
这种能力的培养对于我未来的工程实践具有非常重要的意义。
五、总结控制工程基础课程为我打下了自动化领域学习的基础,使我对自动化技术有了更深入的了解。
在课程学习中,我通过掌握了控制系统的基本概念和原理,提升了动手能力和问题解决能力。
这些收获将对我未来的学习和工作产生积极的影响。
六、展望自动化技术的迅速发展让我充满了对未来的期待。
希望可以在以后的学习中继续探索更深入的自动控制理论,提升自己在控制工程领域的技能水平。
相信通过持续的努力和不断的学习,我能够成为一名优秀的自动化工程师。
总结自动化课程的学习是我在大学期间至关重要的一门课程。
通过对控制工程基础课程的总结,我深刻体会到了掌握自动化技术对于未来工程领域的重要性。
控制工程基础学习方法
“控制工程基础”是一门理论性较强的课程。
作为电气信息类各专业的学科基础课,它既是基础课程向专业课程的深入,又是专业课程的理论基础,是新知识的增长点。
在该课程的学习中必须注意以下要领和环节:通过老师的讲解和学习,是我了解到了课程学习一定要注意体会其要领和细节。
1、抓住重点——掌握基本概念“控制工程基础”引入了一系列互相关联的基本概念,如稳定性、准确性、快速性,输入与输出,动态与稳态,反馈与前馈等,这些基本概念形成了本课程的知识要点,是学习理解的重点。
要掌握好基本概念,首先应该从这些抽象概念的建立过程中加深对其理解,建立概念与其反映事物间的联系,搞清概念与相关概念之间的联系和区别,然后在实际应用中加深对其的认识。
2、认真思考——提高抽象思维能力“控制工程基础”的理论性较强,抽象程度较高。
因此,要充分了解抽象的基础,认真掌握有关的概念,在应用中反复体会抽象概念的意义,如控制系统中反馈的实质,控制的基本方法等,在学习中不断提高抽象思维能力。
3、抓住主线——建立不同方法间的联系稳定性、准确性、快速性是对控制系统的基本要求,也是系统性能的重要指标。
稳、准、快贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析方法的始终,也是系统综合设计要满足的性能要求。
在本课程的学习中,以稳、准、快为主线,建立各种系统分析与设计方法之间的联系,有助于对课程内容的理解和掌握。
4、提高综合分析能力“控制工程基础”既是专业基础理论课程,又是一门科学方法论。
研究的内容既有一定的复杂性,又有一定的普遍性。
因此,在学习中不仅要掌握教材中的结论,更要掌握其中体现出来的研究方法,培养系统的观念,提高综合分析问题的能力。
5、学会自学——培养阅读能力要善于在学习中提出问题,解决问题,学会探究式学习方法,广阅参考书,拓宽视野,从更多控制系统的实例分析中,提高分析问题和解决问题的能力。
6、重视掌握实验技术实验是人们认识客观世界的最重要的手段之一。
认真做好实验,掌握实验技能,不仅有助于学好本课程,而且可以培养科学思维的能力和动手能力,养成良好的科学习惯。
控制工程基础(总结)
输出:
xo
(t)
1 T
t
eT
,
t0
(3)一阶系统的单位速度响应
输入信号: xi (t) t
输出:
xo
(t
)
t
T
t
Te T
,
t0
系统对输入信号导数的响应等于系统对该 输入信号响应的导数。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, 其积分常数由初始条件确定。
时间常数T反映了一阶惯性环节的固有特性, 其值越小,系统惯性越小,响应越快。
控制工程基础
课程总结
《控制工程基础》课程的基本内容
控制系统 工作 控制系统 的组成 原理 的分类
PID校正
控制系统的概念 分析
滞后校正
控制系统
校正
常用校 正方式
设计
对控制系统的基本要求
超前校正
滞后—— 超前校正
稳定性 准确性 快速性
时域分析法 频域分析法
一、控制系统的概念
1. 工作原理:
首先检测输出量的实际值,将突际值与给定值(输入 量)进行比较得出偏差值,再用偏差值产生控制调节信号 去消除偏差。
试判断系统的稳定性。
2.已知开环传递函数,求系统稳定时的某参数的取值。
设某闭环控制系统如图4所示,试确定k为何值时,该系统稳定?
Xi(s)
1
_ s 1
k s(s 4)
X0(s)
3.根据Nyquist图、Bode图直接判断。
五.方框图简化
基于方框图简化法则,试求取图所示方框图对应的传递函数。
Xi(s)
校正的实质就是改变系统零、极点数目和位置。
(二)常用校正方式 1.串联校正 2. 并联校正 3. 复合校正
最新08315控制工程基础报告
08315控制工程基础报告高纲1579江苏省高等教育自学考试大纲08315控制工程基础南京理工大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《控制工程基础》课程是江苏省高等教育自学考试电子工程专业本科段的必修的专业基础课,该课程是电子工程专业课程体系中的骨干课程之一。
控制工程基础知识在各个领域都有着广泛的应用,如航空航天系统、现代交通运输系统、管理决策系统、生产控制系统、机械控制系统、国防武器系统等等,是人们开发、利用信息传递以支持组织自动化生产,开发自动控制设备,是一门能极大地促进现代社会组织的变革、推进社会现代化进程、提高组织自身素质与竞争能力的科学。
随着自动控制技术不断发展,自动控制技术这支利剑必须切实瞄准各行各业的业务需求这个目标,做到有的放矢,才能真正发挥作用。
控制工程基础这门课程的任务就是利用自动控制的理论及思想,结合具体实际情况,帮助学生掌握分析控制系统的性能及设计控制器的基本方法,从而提高学生理论水平,锻炼他们进行系统开发的能力,为将来从事实际工作奠定坚实的基础。
《控制工程基础》是一门系统性很强的应用型课程,是以讲解控制系统分析、设计及提高系统性能为主要内容,引导学生利用应用数学、力学、电子工程学等知识,不断深入理解控制工程相关知识、灵活运用知识的一门科学。
课程具有较强的理论性,学生通过具体的机械及电子控制系统的专门学习,在树立清晰的系统意识的基础上,掌握控制系统性能分析与系统设计的基本方法。
通过本课程的学习,学生不仅可以增强自学能力和独立研究能力,而且提高自身的开发能力,成为具备较强的研究能力、创新能力和驾驭现代化控制技术能力的复合型人才。
二、课程目标通过本课程的学习,应达到如下要求:1.以机械运动作为主要控制对象,重点掌握数学模型及分析的基本思想和方法。
熟练掌握典型系统(特别是一阶系统、二阶系统)的时域和频域特性;2.重点掌握线性系统的性能指标的定义及意义,以及相应的求取思想和基本方法;3.重点掌握自动控制系统的稳定性的概念和常用的判定方法,能熟练应用基本的判定方法判别系统的稳定性;4.熟练掌握在典型输入信号作用下,系统的响应;5.熟练掌握控制系统建模的基本方法及模型简化的基本手段;6.掌握控制系统传递函数的概念,深刻理解传递函数性质及物理意义;7.掌握控制系统的设计思想和基本的方法;8.对基本的校正装置的作用有所了解。
控制工程基础课程考核知识点.
《控制工程基础》课程考核知识点:第1章绪论考核知识点:(一)机械工程控制的基本含义1.控制论与机械工程控制的关系;2.机械工程控制的研究对象。
(二)系统中信息、信息传递、反馈及反馈控制的概念1.系统信息的传递、反馈及反馈控制的概念;2.系统的含义及控制系统的分类。
第2章控制系统的数学模型考核点:(一)数学模型的概念1.数学模型的含义;2.线性系统含义及其最重要的特征——可以运用叠加原理;3.线性定常系统和线性时变系统的定义;4.非线性系统的定义及其线性化方法。
(二)系统微分方程的建立1.对于机械系统,运用达朗贝尔原理建立运动微分方程式;2对于电气系统运用克希霍夫电流定律和克希霍夫电压定律,建立微分方程式;3.简单液压系统微分方程式的建立。
(三)传递函数1.传递函数的定义;2.传递函数的主要特点:(1)传递函数反映系统本身的动态特性,只与本身参数和结构有关,与输入无关;(2)对于物理可实现系统,传递函数分母中S的阶数必不少于分子中S的阶次;(3)传递函数不说明系统的物理结构,不同的物理系统只要它们的动态特性相同,其传递函数相同;3.传递函数零点和极点的概念。
(四)方块图及系统的构成1.方块图的表示方法及其构成;2.系统的构成(1)串联环节的构成及计算;(2)并联环节的构成及计算;(3)反馈环节的构成及计算;3.方块图的简化法则(1)前向通道的传递函数保持不变;(2)各反馈回路的传递函数保持不变;4.画系统方块图及求传递函数步骤。
(五)机、电系统的传递函数1.各种典型机械网络传递函数的计算及表示方法;2.各种典型电网络及电气系统传递函数的计算及表示方法;3.加速度计传递函数计算;4.直流伺服电机驱动进给系统传递函数计算。
.第3章控制系统的时域分析考核知识点:(一)时间响应1.时间响应的概念;2.瞬态响应和稳态响应的定义。
(二)脉冲响应函数1.脉冲响应函数的定义;2.脉冲响应函数与传递函数的关系;3.如何利用脉冲响应函数求系统在任意输入下的响应。
控制工程基础总复习
控制工程基础总复习1. 前言控制工程是现代工程领域中的一个重要学科,它主要研究如何设计、分析和实现控制系统,以使得被控对象按照既定的要求运行。
本文将对控制工程的基础知识进行总复习,包括控制系统的基本要素、常见的控制器类型以及常用的控制策略等内容。
2. 控制系统基本要素控制系统通常由四个基本要素组成,分别是被控对象、控制器、传感器和执行器。
2.1 被控对象被控对象是控制系统中需要控制的目标对象,它可以是物理实体,也可以是一个数学模型。
被控对象会对控制输入产生相应的输出响应。
2.2 控制器控制器是控制系统中的核心组成部分,它接收被控对象的输出信号和期望的控制信号,根据预定的控制策略生成控制指令,并将其发送给执行器。
2.3 传感器传感器用于检测被控对象的输出信号,并将其转换成电信号或数字信号。
传感器的准确性和响应速度对于控制系统的性能起着重要的影响。
2.4 执行器执行器接收来自控制器的控制指令,并将其转化为动作,改变被控对象的状态。
执行器可以是电动机、阀门等。
控制器根据其工作原理和结构可以分为多种类型,例如比例控制器、积分控制器和微分控制器。
3.1 比例控制器比例控制器通过根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的偏差来生成一个与偏差成正比的控制指令。
比例控制器的特点是简单、易于实现,但在一些情况下可能导致系统的稳定性差。
3.2 积分控制器积分控制器不仅考虑偏差,还考虑偏差随时间的累积。
积分控制器可以消除系统稳态误差,提高系统的稳定性。
然而,积分控制器对于快速变化的被控对象可能会引起过调的问题。
微分控制器根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的变化率来生成控制指令。
微分控制器可以改善系统的动态响应和稳定性,但对于被控对象输出信号的噪声和干扰敏感。
3.4 PID控制器PID控制器是一种综合了比例、积分和微分控制器的控制器。
PID 控制器通过调整比例、积分和微分系数来达到最优的控制效果。
PID 控制器是控制工程中最常用和最经典的控制器之一。
宋彤过程控制工程-课程总结
➢ 扩大阀门的可调比(同向调节阀) ➢ 满足某些工艺操作的特殊要求(异向调节阀)
分程阀组流量特性改善 阀门组可调比
2)知识点
概念 阀门组合方式及应用目的 组合阀门关于信号的动作关系 分析设计
第七章 阀位控制系统(双重控制)
1)基本内容 解决控制系统的动特性(快速性,有效性)
与经济性及合理性的协调问题。 特点:
➢ 系统构成特点; ➢ 操作特点 ;
应用
2)知识点 系统由两个控制器分别控制两个调节阀 主控制器输出作为阀位控制器的测量输入信号
阀位控制回路是以主控制器控制的调节阀的开度 为被控变量的单回路控制系统,即:其给定值是 设定的阀门开度信号值
Gn1 Gn2 L GnnFn1 Fn2 L Fnn
➢ 简化解耦
人为地设定一个解耦模型的框架(通过设定解耦阵 中若干个元素为1来简化解耦阵),通过使原系统 传递关系阵与解耦阵之积为对角阵的方法求取F阵 中其余元素从而获得解耦装置模型。
➢ 解耦合设计及解耦合矩阵求取
第九章 先进控制技术
1)主要内容
基本概念、应用基础
➢ 干扰对被控变量存在显著影响,反馈控制难以克 服的场合
➢ 工艺要求按照某一给定数学模型实施控制的场合
注意:一般前馈控制不能单独应用
前馈与反馈控制的互补关系
项目 检测信号 控制依据 控制滞后 控制质量 克服干扰 回路类型
前馈控制 干扰信号 干扰大小
及时 变量不变性 仅一种干扰
开环
反馈控制 被控变量 偏差大小
操作特点
控制工程基础期末总结(河工大考研可用)
总结●研究对象:系统●研究内容:系统的“动态和稳态”特性●研究问题的方法:相似系统的功能模拟●解决的问题:控制系统的稳、准、快特性第一章绪论第一节概述第二节控制系统的基本概念●控制系统的基本工作原理●反馈●反馈控制原理、●反馈控制系统●输出量●输入量●闭环控制系统的基本组成:控制器(控制装置)、被控对象●按是否存在反馈分为:开环控制系统、闭环控制系统(反馈控制系统)、复合控制系统●闭环控制系统的基本组成:控制器(控制装置)、被控对象第三节控制系统的基本类型●按输入量和输出量的运动规律分类恒值控制系统程序控制系统随动系统●按系统的控制特性分类连续控制系统离散控制系统对控制系统的基本要求:稳定性要求、准确性要求、快速性要求。
第二章控制系统的数学模型微分方程拉氏变换传递函数:1、传递函数的定义(P32)、求取方法、主要特点(零点、极点的计算);2、典型环节的传递函数形式;3、函数方框图的等效变换:基本等效变换法则(串联法则、并联法则、反馈法则;注意比较点、引出点之间不要换位)、梅森公式;传递函数:4、反馈控制系统传递函数的求取:开环传递函数、闭环传递函数、偏差传递函数(定义、求取方法)第三章频率特性频率特性频率特性、频率响应的定义、求取方法;幅频特性、相频特性、实频特性、虚频特性;幅相频率特性图——奈奎斯特(Nyquist)图对数频率特性图——波德(Bode)图最小相位系统由Bode图确定系统的频率特性、传递函数第四章系统的稳定性分析充要条件:系统特征方程只有左根。
代数稳定性判据(劳斯-霍尔维茨)频率稳定性判据(奈奎斯特)对数频率稳定性判据(波德)控制系统的相对稳定性(幅值裕量和相位裕量计算及在两张图上的标注)第五章时间响应及稳态误差分析一阶和二阶系统的时间响应(快速性)二阶系统的性能指标分析(快速性及过渡过程品质)稳态误差(准确性)ζ—阻尼比,δ=ζωn—衰减系数。
二阶系统的时间响应的性能指标(快速性)())(lim lim 0s sE t e e s t ss →∞→==(5-59) ()0lim lim ()ss t s t s s εεε→∞→==(5-60)第六章控制系统的综合与校正按照在系统内的联接方式分:串联校正并联校正(反馈校正、顺馈校正)按照串联校正特性分相位超前校正环节相位滞后校正环节相位滞后超前校正环节按照实现校正的物理作用来分电气的、机械的、液压的、气动的等。
控制工程基础课程总结_CH10_2014111000
迭代法优点:便于计算机计算,但无法得到数学解析式
China university of petroleum
中国石油大学机电工程学院
Hale Waihona Puke 15控制工程基础第十章 计算机控制系统
古典法:
无重根: 有重根:
通式:
China university of petroleum
k 0
(k 0) (k 0)
Z[1(kT )] 1(kT )z k 1 z 1 z 2 z k
1 z 1( z ) 1 1 z z 1
China university of petroleum
中国石油大学机电工程学院
29
China university of petroleum
中国石油大学机电工程学院
20
控制工程基础
第十章 计算机控制系统
3.典型时间序列的Z变换
单位脉冲时间序列 单位阶跃时间序列
单位斜坡时间序列
指数序列
正弦、余弦序列
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中国石油大学机电工程学院
10.1.2 计算机内信号的处理和传递过程
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控制工程基础
第十章 计算机控制系统
1.采样
每隔一定的时间间隔T将连续信号x(t)通过 采样器抽样成离散信号x*(t)的过程。
x (t ) x (kT ) (t kT )
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