机电操纵工程基本.ppt

第四章 根轨迹 根轨迹是如何反映系统的性能的？（通过实例来说明，强调动态性能） 教学方法 课堂讲授中围绕教学重点内容（比如根轨迹概念、绘制法则、和形同性能间的关系等）结合典型例子来说明； 布置课后习题和课堂讨论； 运用MATLAB软件来绘制系统根轨迹，分析系统性能。 稳定性 当增益K由0→∞ ，根轨迹不会越过虚轴进入s平面右半边。在0K∞范围内，系统是稳定的 稳态特性 开环传递函数在坐标原点有一个极点，所以属I型系统 由根轨迹图来分析系统的各种性能： 动态特性 当0K0.5时，系统是过阻尼的； 当K=0.5时，系统为临界阻尼状态； 当K0.5时，系统是欠阻尼的。 第四章 根轨迹 考核重点 有关根轨迹的概念的理解； 简单低阶系统（如二阶）根轨迹的绘制。 例：1) 判别如下系统的实轴根轨迹 2) 并选择分离点和会合点可能出现的位置 1 -0.5 -1 -2 -3 -4 0.2357 -0.7832 -1.5732 -2.4824 -3.4725 j? ? 0 第五章 频域法 教学内容 频率特性的基本概念与频率特性的几种表示方法； 典型环节的频率特性； 系统开环频率特性的绘制； 用频率法分析控制系统的稳定性； 系统暂态特性和开环频率特性之间的关系。 教学要求 熟练掌握：频率特性的基本概念，典型环节的频率特性。 掌握：借助计算机工具绘制系统开环频率特性，用频率法分析控制系统的稳定性，系统暂态特性和开环频率特性之间的关系。 了解：相关工程应用实例的频域分析。 第五章 频域法 教学重点 系统开环频率特性的绘制（开环对数渐近幅频特性的绘制） 用频率法分析控制系统的稳定性 系统暂态特性和频率特性之间的关系。 需掌握的知识点 频率特性的基本概念 线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比，称为系统的频率特性 频率特性的求取（只要求掌握解析法） 解析方法 1）求取系统的传递函数W(s) 2）令s = j? 3）得到W(j?) 4) 幅频特性 相频特性 频率特性的表示 幅相频率特性图（Nyquist图） 对数幅频特性和对数相频特性（伯德图） 频率特性的绘制 典型环节的频率特性 系统开环频率特性的绘制 最小相位系统的开环幅频特性与系统开环传递函数间的对应关系 奈奎斯特稳定判据 如果开环是稳定的，那么闭环稳定的条件是：当?由-? ? ?时，Wk(j?) 的轨迹不包围（-1，j0）点。 如果开环是不稳定的，那么闭环稳定的条件是：当?由-? ? ?时，Wk(j?) 的轨迹应该逆时针绕（-1，j0）点N = P圈。 稳定裕量（幅值裕量与相位裕量）－了解 第五章 频域法 重点习题与题型 题型1：典型环节的对数频率特性的绘制 题型2：最小相位系统的渐近对数幅频特性和系统开环传递函数间的关系 题型3：应用Nyquist 稳定判据判断系统的稳定性。 0 30 20 5 40 L(?)/dB 0 0 20 -20 -40 -60 ?/(rad/s) 100 ?1 ?2 ?3 ?4 0.1 第六章 控制系统综合 教学内容 控制系统校正的基本概念 串联校正，并联校正，PID控制方法。 教学要求 熟练掌握：控制系统校正的基本概念 掌握：串联校正，并联校正 了解：PID控制方法的工程应用实例。 教学重点 基本概念；校正的思想； 结合实例来说明校正的作用。 教学方法 以课堂讲授为主，本章的系统设计是不考虑机构的问题，只是在数学模型的层面上进行设计，是前面所学各章节的灵活应用，需要牢固的基础知识，而且本章也是一种综合性的复习。通过典型系统的设计，可以把前面所有的知识融会贯通，从而使学生能够系统地掌握自动控制原理这门课程的核心内容。 通过布置大作业的形式，要求学生利用MATLAB软件完成一个控制系统的分析与控制器的设计，并给出详细的实现方法和步骤，以小论文的形式提交。 第六章 控制系统综合 考核重点（考核学生对基本概念的理解） 校正就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。 基于频率域校正的实质就是引入校正装置去改变原系统开环对数幅频特性的形状，使其满足给出的性能指标。 根据校正装置在系统中的位置划分，校正方式有串联校正和反馈校正；根据校正装置的特性划分，有超前校正和滞后校正． 超前校正装置具有相位超前特性。用来达到增大系统的相角裕量和带宽，从而提高系统的相对稳定性和响应速度。 滞后校正装置具有相位滞后特性。可以提高系统的开环增益．因此滞后校正常用来改善系统的稳态性能，同时基本保持原来的暂态指标． 　　 教学方法和教学形式的建议 本课程是一门理论性和实践性