机械工建控制基础复习.ppt

5 高阶系统的开环频率特性 5 高阶系统的开环频率特性 5 高阶系统的开环频率特性 6 高阶系统的Nyquist图 1 比例环节 典型环节的BODE图的绘制 2 积分环节 3 惯性环节 4 振荡环节传函 4 振荡环节公式 5 其他环节(1) 系统的主要性能指标 闭环频域指标： （1）零频幅值M0： ?=0时闭环幅值。 （2）谐振峰值Mr： 闭环幅频最大值。 （3）谐振频率?r： 谐振峰值时频率。 （4）系统带宽?b： 闭环幅值减小到0.707 M0时的频率。0????b，称为系统带宽。 （5）剪切率：M(?) 在?b处的斜率。反映了系统的抗干扰能 力，斜率越大，抗干扰能力越强。 通常用Mr和?b（或?r）作为闭环系统的频域动态指标。 第五章 系统的稳定性 5.1 系统稳定性的初步概念 5.2 Routh稳定判据 5.3 Nyquist稳定判据 5.4 Bode稳定判据 5.5 系统的相对稳定性 劳 斯 阵 列 乃氏判剧-形式Ⅰ 闭环系统稳定的充要条件是，当 由 变 到时，系统的开环频率特性 按逆时针方向包围（-1，j0）点P周，P为位于s平面右半部的开环极点数目。否则，系统不稳定。 1 形式Ⅰ §５－４ 　乃奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性 稳定裕度 §５－４ 　乃奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性 剪切频率—对应于　　　　　　 的频率，记为 相角裕量—在剪切频率　 处，使系统达到临界稳定状态所要附加的相角迟后量． 为使系统稳定，相角裕量必须为正值． 增益裕度　　—在相角特性　　 等于　　　的频率 处， 开环幅频特性的倒数　　　　　　若系统增益Ｋ增大到 ，则系统达到临界稳定状态。　　 或 稳定的系统， 　　　　为正． 第六章 控制系统的综合与校正 1 基本概念 2 超前校正参数的确定 3 滞后校正参数的确定 4 滞后－超前校正参数的确定 5 PID校正意义 题型分布 1、填空题（30分 ，每空2分） 2、简答题（20分，每题10分 ） 3、分析计算（共50分，共5题 ） 机械工程控制基础 主讲教师：杨易 yangyi66mail@163.com Tel机械与运载工程学院 机械工程控制基础 第一章 一般概念 第二章 控制系统的数学模型 第三章 控制系统的时域分析法 第四章 频域分析法 第五章 控制系统的稳定性 第六章 控制系统的校正 第1章 绪论 1.1 引言 1.2 几个定义 1.3 控制论的研究对象与任务 1.4 反馈 1.5系统的几种分类及对控制系统的基本要求 1.6 控制理论发展的简单回顾 1.7 本课程的特点与学习方法 控制理论 闭环控制系统 放大运算 环节 执行环节 被控 对象 测量环节 - X0 闭环控制控制系统的组成 给定 环节 控制部分 特点：利用偏差控制系统的输出 对控制系统的基本要求 第二章系统的数学模型 2.1系统的微分方程 2.2相似原理 2.3传递函数 2.4系统的传递函数方框图及其简化 2.5反馈控制系统的传递函数 数学模型 2.3传递函数 传递函数为 G(S) 传递函数：线性定常系统，零初始条件下，系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比，称为该系统的传递函数(简称传函).数学表达式为： 建立系统动态结构图 1、按电路理论求： 典型函数的传递函数 RC网络 若要求以每个电路元件为环节画出方块图，再求传函，则须建立系统动态结构图。 化简下图所示的多回环系统 第三章 控制系统的时域分析法 3.1 时间响应及其组成 3.2 典型输入信号 3.3 一阶系统 3.4 二阶系统 3.5 高阶系统的响应分析 3.6 系统的误差分析与计算 典型输入信号 典型环节 能推导有关的公式 二阶系统的性能指标定义 超调量 调整时间：单位阶跃响应进入到使下式成立所需时间。 上升时间 : 单位阶跃响应第一次达到其稳态值所需时间。 峰值时间 ：单位阶跃响应达到第一个峰值所需时间。 振荡次数 N： 在调整时间内响应过程穿越其稳态 值 次数的一半定义为振荡次数。 ，一般取 ，一般取 t y(t) tr tp ts y(?) y(tp) 稳态误差 第四章 线性系统的频域分析 4.1 基本概念 4.2频率特性的Nyquist图 4.3频率特性的Bode图 4.4系统的频域特征量 4.5最小相位系统与非最小相位系统 基本概念 频率特性是研究自动控制系统的一种工程方法。应用频率特性可以间接地分析系统的动态性能与稳态性能。频率特性法的突