中国计量学院自动控制原理总复习.ppt

例 系统输入的一般 表达式为: N 系统开环传递函数 的一般表达式: R(s)= A SN m kΠ(τiS+1) i=1 SυΠ(TjS+1) n-υ j=1 G(s)H(s)= n≥m — 输入信号的阶次 υ— 积分环节个数 K— 开环增益 Tj τ i 时间常数 系统的稳态误差 可表示为： essr=lim S· A SN k Sυ 1+ s→0 对应于υ为0，1，2的系统，分别称为0型、I型和II型系统。 第六节 控制系统的稳态误差分析 第四章 根轨迹分析法 第一节 根轨迹的基本概念 第二节 绘制根轨迹的基本方法 第四节 用根轨迹法分析系统性能 第四章 根轨迹分析法 * * 第二章 数学模型 第三章 时域分析法 第五章 频率特性法 概 述 第四章 根轨迹法 第一章 概述 第一节 自动控制与自动控制系统 第三节 对控制系统性能的要求 第一章 概述 第一节 自动控制与自动控制系统 一、自动控制的基本概念 自动控制： 自动控制系统 控制装置 受控对象 在无人直接参与下，利用控制装操纵受控对象，使受控对象的被控量按给定信号变化。 控制器 给定值 检测元件 受控对象 被控量 自动控制示意图 分析和设计自动控制系统的性能。 自动控制原理的主要任务： 第一节 控制系统的微分方程 第二章自动控制系统的数学模型 第三节 传递函数 第四节 动态结构图 第五节 反馈控制系统的传递函数 第二章　自动控制系统的数学模型 输出拉氏 变换 传递函数的定义及求取 系统的结构图 输入 输入拉氏 变换 输出 传递函数的定义： 零初始条件下，系统输出量拉氏变换与系统输入量拉氏变换之比。 G(S) R(S) C(S) r(t) c(t) R(s) C(s) G(s) = 一般可将自动控制系统的数学模型看作由若干个典型环节所组成。研究和掌握这些典型环节的特性将有助于对系统性能的了解。 典型环节的传递函数及其动态响应 第三节 传递函数 动态结构图 动态结构图的等效变换与化简 动态结构图是系统数学模型的另一种形式，它表示出系统中各变量之间的数学关系及信号的传递过程。 第二章　自动控制系统的数学模型 例2-3 设一RC电路如图所示。画出系统 的动态结构图。 + - ur uc + - C i R RC电路 解： 初始微分方程组： ur= Ri+ uc duc i= dt c 取拉氏变换： Ur(s) = RI(s) + Uc(s) I(s) = CSUc(s) 即 = I(s) R Ur(s) – Uc(s) Uc(s) = I(s) · 1 CS 用方框表示各变量间关系 Ur(s) 1 R _ I(s) Uc(s) Uc(s) I(s) 1 CS 根据信号的流向，将各方框依次连接起来，即得系统的动态结构图。 Uc(s) I(s) 1 CS 由图可见，系统的动态结构图一般由四种基本符号构成：信号线、综合点、方框和引出点。 第四节 动态结构图 动态结构图的等效变换与化简 系统的动态结构图直观地反映了系统内部各变量之间的动态关系。将复杂的动态结构图进行化简可求出传递函数。 1．动态结构图的等效变换 等效变换： 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。 第四节 动态结构图 Σ Li Σ Li Lj Σ Li Lj Lz Δ = 1 – – + + · · · 2．梅逊公式 回路内前向通道和反馈 通道传递函数的乘积。 梅逊公式： 回路传递函数： — 特征式 △ — 各回路传递函数之和。 — 两两互不相接触回路的传 递函数乘积之和。 — 所有三个互不相接触回路 的传递函数乘积之和。 Φ(s) = Σ n k=1 Pk Δk Δ Σ Li Σ Li Lj Σ Li Lj Lz Σ Li Σ Li Lj Σ Li Lj Lz △k — 将△中与第 k 条前向通道相接触 的回路所在项去掉之后的剩余部 分，称为余子式。 Pk — 第k 条前向通道的传递函数。 第四节 动态结构图 第五节 反馈控制系统的传递函数 一、系统的开环传递函数 二、系统的闭环传递函数 研究控制系统的性能，主要的传递函数为： 三、系统的误差传递函数 第二章　自动控制系统的数学模型 第五节 反馈控制系统的传递函数 _ B(s) H(s) G1(s) G2