自动控制原理课件胡寿松官方版.ppt

第二章 控制系统的数学模型 第三章 线性系统的时域分析法 一阶系统时域分析 二阶系统单位阶跃响应定性分析 欠阻尼二阶系统动态性能分析与计算 劳思表介绍 劳思判据 劳思表出现零行 误差定义 典型输入下的稳态误差与静态误差系数 取不同的ν 减小和消除误差的方法(1,2) 第四章 线性系统的根轨迹法 根轨迹方程 根轨迹的模值条件与相角条件 绘制根轨迹的基本法则 根轨迹示例1 根轨迹示例2 零度根轨迹 零度根轨迹的模值条件与相角条件 绘制零度根轨迹的基本法则 第五章 线性系统的频域分析法 频率特性的概念 频率特性 惯性环节G(jω) 振荡环节G(jω) 振荡环节G(jω)曲线 振荡环节再分析 二阶微分 稳定裕度的定义 第六章 线性系统的校正方法 超前校正网络 例6-3 迟后校正网络 例6-4 滞后-超前校正网络 例6-5 例6-5图2 第七章 线性离散系统分析 零阶保持器 Z域等效变换 采样信号的频谱 脉冲响应 脉冲响应 脉冲响应 脉冲传递函数的意义 采样拉氏变换的两个重要性质 闭环实极点分布与相应的动态响应形式 第八章 非线性系统分析 根与相轨迹 非线性环节的正弦响应 描述函数的定义 死区特性的描述函数 0dB -180o c ωx ωc x ∠ G(jωc) 20lg –γ –180o = γ=180+ ∠ G(jωc) 相角裕度: 幅值裕度: hdB=－20lg 稳定裕度的定义续2 6-1 系统的设计与校正 6-2 串联超前校正 6-3 串联滞后-超前校正 Lc(ω) 0dB 0o 1/aT 1/T Gc(s)= 1+aTs 1+Ts a﹥1 低频段：1 (0dB) 转折频率： 1 aT 1 T 斜 率： [+20] [-20] ω=0 ω=∞ 0o +90o 0o -90o 0o 0o dφc(ω) dω = 0 令 ωm= 1 aT 1 T = 1 T 得 ωm 20lga Lc(ωm)=10lga 10lga φm=arcsin a-1 a+1 关键思路：让 ω m= φm 系统如图,试设计超前校正网络， 使r(t)=t 时 转折频率： 1 bT 1 T Gc(s)= 1+bTs 1+Ts b＜1 低频段： 1 (0dB) 斜 率： [+20] [-20] ω=0 ω=∞ 0o +90o 0o -90o 0o 0o ω=10 1 bT 时 Lc(ω)= 20lgb c(ω) ≈ -5o~ -9o j 1 bT 设计校正网络使图示系统 ω= 2.7时φo(2.7)= –133o OK [-20] [+20] -10lgα φm -20lgα 设未校正系统开环传递函数如下，试设计校正网络使： 1）在最大指令速度为180/s时， 位置滞后误差不超过1o; 2) 相角裕度为 45o±3o; 3) 幅值裕度不低于10dB; 4)动态过程调节时间ts不超过3秒。 0dB 20 40 60 80 -20 -40 -60 -80 0.1 1 10 100 ω [-20] [-60] 取 =45o,ts=2.7s, 由(6-8) ～(6-10)求得 3.5 c = w ￠ ￠ j0(3.5) = -180o L0(3.5)=26.8dB 采用滞后超前校正 3.5 b w 取 =2 降阶 b w a =100, a=50 0.5s+1 0.01s+1 =58.25o, 3.5 ∴可取 a w =1 例6-5图1 26.8 G(s) = 180(s+1) s(s/6+1)(50s+1)(0.01s+1) 3.29 c = w ￠ ￠ = g ￠ ￠ 42.8o ￠ ￠ h =27.7dB ts=1.65s √ 7-1 信号的采样与保持 7-2 z变换 7-3 脉冲传递函数 7-4 离散系统性能 T=0.4 T=0.8 T=0.2 T=3 [1(t)+t]*=[1(t)]*+[t]* R(s) B(s) E(s) E*(s) R(s) B(s) E*(s) R(s) B(s) E*(s) E*(s) δT(t) = ωs=2π/T为采样角频率, Cn是傅氏系数,其值为： δT(t) = 连续信号的频谱为 采样信号的频谱为 ωh -ωh 0 ωh -ωh 0 ωs 2ωs 3ωs -3ωs -2ωs -ωs ωh -ωh 0 ωs -ωs ωh -ωh 0 ωs 2ωs 3ωs -3ωs -2ωs