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对自动控制系统的基本要求 例2－14 例 闭环控制系统中几个常用的传递函数概念 例3-5 例： 例 例： 减小或消除稳态误差的措施 中频段 高频段 2：如果20 lg|G(jω)|曲线的中频段斜率为[-40]，且占据的频率区间较宽，若只从平稳性和快速性着眼，可近似认为整个开环特性为[-40]的直线，其对应的开环传递函数为： 对于单位反馈系统，闭环传递函数为： 这相当于零阻尼的二阶系统。系统处于临界稳定状态，动态过程持续振荡。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 因此，中频段斜率如为[-40]，所占频率不宜过宽。否则，σ%及ts显著增加。中频段斜率更陡，闭环系统难以稳定。故通常取20lg|G(jω)|曲线在截止频率ωc附近(+20db∽-10db)的斜率为[-20],以期得到良好的平稳性；而以通过提高ωc来保证快速性的要求。 高频段是指20lg|G(jω)|曲线在中频段以后(ω10ωc)的区段,这部分特性是系统中时间常数很小、频带很高的部件决定的。由于远离ωc，一般分贝值又较低，故对系统的动态响应影响不大，近似分析时可以只保留1、2个部件特性的作用，而将其它高频部件当作放大环节处理。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * ch1小结 由若干相互制约、相互依赖的事物组合而成的具有一定功能的整体称为系统。 所谓自动控制是在没有人参与的情况下，系统的控制器自动地按照人预定的要求控制设备或过程，使之具有一定的状态和性能。具有自动控制功能的系统称为自动控制系统。 如果系统的被控量对系统没有控制作用，称为开环控制系统。 如果系统的被控量直接或间接地参与控制，这种系统称为闭环控制系统，或称为反馈控制系统。 满足叠加原理的系统是线性系统。 若系统中所有信号都是连续信号，则称为连续系统。如果系统中有一处或几处的信号是离散信号，则称为离散系统。 对控制系统性能的主要要求是稳定性、暂态性能和稳态性能等几个方面。这些性能常常是互相矛盾的。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 水箱是被控对象 要求的水位高度是给定量或称系统输入量 实际高度是被控制量或称输出量 出水量、进水压力等为扰动量 控制阀是执行元件 实际水位下降，浮子下移，通过杠杆机构使控制阀开度增大 实际水位上升，浮子上移，推动杠杆机构使控制阀开度减小 控制要求：水箱的水位保持一定的高度 工作原理： 浮子及杠杆机构起测量比较作用 将系统输出量与输入量进行比较的控制方式称为反馈控制方式 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自动控制的基本方式 开环控制和闭环控制 开环控制系统如图 为了改善开环控制系统性能，有时采用基于补偿的控制方法： 基于扰动补偿的开环控制如图 基于输入补偿的开环控制如图 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 闭环控制 系统中有测量元件测量输出量，并将其反馈到系统输入端与输入量相减，形成误差信号，用以控制输出量，使其达到希望值，这样的系统称为闭环控制系统或负反馈控制系统. 优点： (1) 减小前向通道元件参数变化对系统性能的影响。 （2）负反馈可以减小扰动信号对系统性能的影响。 （3）可以改善系统动态和稳态性能。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .