浙大控制原理1-5章复习.ppt

* * CHAPTER 1-5　Review By Hui Wang hwang@403(O)* * Course Objective / Requirements Objective: Introduce the fundamental principles of control theory. Develop the basic understanding of control systems theory. Learn how to analyze and how to design automatic control systems. Requirements: Weekly homework assignments (late homework will not be accepted) and a final examination. Grading policy: Homework: 20-30% Final Exam: 80-70% Where to find me: Office：Building Control (New) 403; office hours: anytime E-mail：hwang@ Tel：970)-403(O) Mobil: * * Course Objective / Requirements Textbooks ＆ Refs: English: 　Linear Control System Analysis and Design Gene F.Franklin, J.David Powell, Abbas Emami-Naeini. Feedback Control of Dynamic Systems（Fourth Edition) Chinese: 《动态系统的反馈控制》 (第四版) ；朱齐丹等译, 电子工业出版社 　周春晖主编. 《化工过程控制原理》（第二版）；化工出版社 　胡寿松主编. 《自动控制原理》 (第四版) ；科学出版社 Ftp: 9/168/control/control (office hours) Same book * * 第二章　数学模型小结（1） 本章的主要内容是数学模型及相关知识 微分方程模型 从物理对象建模：电路、力学、水槽等，相似系统概念 状态空间模型 基本概念，标准形式，从物理对象（储能元件）建状态方程模型 传递函数（矩阵）模型 概念，微分算子、拉氏变换及频率传递函数形式，性质 方块图 从物理对象画出方块图（组成结构与传递函数形式），信息流向 环节中用文字表达的结构组成图，环节中为传递函数的方块图，反映状态变量关系的状态变量图，方块图的信号流图表示 借用方块图的简化与信号流图中的梅逊公式计算系统传递函数 * * 　列写微分方程式时，输出量及其各阶导数项列写在方程式左端，输入项列写在右端。由于一般物理系统均有质量、惯性或储能元件，左端的导数阶次一般来说总比右端的高。要注意的是，二阶系统中的时间常数已经不具备像一阶系统中时间常数的物理意义。二阶系统有它自己特殊重要的参数表征其系统特性。 * * Block Diagram 方块图是控制系统或对象中每个环节（元件）的功能和信号流向的图解表示。每一个方块填写环节（元件）的传递函数，指向方块的箭头表示该环节的输入信号，离开方块的箭头表示该环节的输出信号，它是输入信号与方块内的传递函数运算后的结果。注意箭头方还标明了相应的信号符号（有时“＋”会省略）。 根据方块图与传递函数的定义，可以直接由系统各个环节之间的关系用图解的方式描述系统的信息传递－－一种建模方法。　　 * * Transfer function 　传递函数只取决于系统的结构与参数，与输入变量形式无关；它不反映系统内部的信息，也不反映系统的初始条件； 　它是输入输出模型的表现形式（可以是时域的表达，更多是复域形式。传递函数可与时域微分方程、状态方程相互转换； 　视回路是否闭合，分为闭环传递函数与开环传递函数。。。。。 1/R H(s) Q0(s) Block diagram * * 确定输入变量、输出变量及状态变量（非惟一性！） 用微分方程表示各环节模型（包括线性化处理？？） 选择独立的状态变量，用一阶微分方程组的形式表达模型 整理成状态方程的标准形式 将输出变量表示为状态变量的线性组合，即输出方程 建立状态方程模型的一般步骤 * * 第二章　数学模型小结（2） 几种模型之间的关系与相互转换 微 分 方 程 传 递 函 数 状 态 方 程 惟一 多种方法，转换结果不一 拉氏变换 结果