自动控制原理期末复习资料.ppt

三、方框图 第二章 控制系统的数学模型 例2 例 3 求C(s)/R(s) 第三章 时域分析法 1.上升时间tr 响应曲线从零首次上升到稳态值h(∞)所需的时间，称为上升时间。对于响应曲线无振荡的系统，tr是响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需的时间。 延迟时间td:响应曲线第一次到达终值一半所需的时间。 2.峰值时间tp 响应曲线超过稳态值h(∞)达到第一个峰值所需的时间。 3.调节时间ts 在稳态值h(∞)附近取一误差带，通常取 响应曲线开始进入并保持在误差带内所需的最小时间，称为调节时间。 ts越小，说明系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态所需的时间越短。 4.超调量σ% 响应曲线超出稳态值的最大偏差与稳态值之比。即 1.稳定的充要条件是:系统特征方程的全部根都具有负实部,或者闭环传递函数的全部极点均在s平面的虚轴之左。 特征方程有重根时,上述充要条件完全适用。 反馈校正的几种作用 利用反馈改变局部结构、参数 利用反馈削弱非线性因素的影响 反馈可提高对模型摄动的不灵敏性 利用反馈可以抑制干扰 第八章 采样系统理论 对于最小相位系统，欲使系统稳定，就要求相角裕度γ ＞0和幅值裕度h＞1。 (3)截止频率和穿越频率的求法一定要掌握 第六章 控制系统的设计与校正 解： 串联校正方法的比较 ① 超前校正 校正网络特点 ② 滞后校正 ③ 滞后超前 校正方法 应用场合 效果 幅值增加 相角超前 幅值衰减 相角迟后 幅值衰减 相角超前 滞后超前 均不奏效 只有在ωs ≥2 ωmax的条件下，采样后的离散信号f*(t)才有可能无失真地恢复到原来的连续信号。ωmax为连续信号的上限频率。这就是香农采样定理。 香农（Shannon）采样定理 一.自动控制系统的概念 自动控制系统是指由控制装置与被控对象结合起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个有机整体。 第一章 绪论 自动控制的一般概念 经典控制理论和现代控制理论两个发展阶段. 二.对控制系统的基本要求 稳、准、快 炉温控制系统方框图 一.控制系统的模型 微分方程、差分方程、状态方程、传递函数、脉冲传递函数、结构图、信号流图 零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量拉氏变换的比值叫该系统的传递函数，用G(s)表示。 三. 梅森公式 二.传递函数 梅森公式 式中，P — 输出和输入之间的增益或传递函数； Pk — 第k条前向通道的增益或传输函数； Δ — 信号流图的特征式 ∑Li 所有不同回路增益之和 ∑LiLj 所有两两互不接触回路增益乘积之和 ∑LiLjLk 所有三个互不接触回路增益乘积之和  ┆ Δk － 第k条前向通道特征式的余子式，等于将Δ中与前向通道相接触的全部置0 后余下部分。 1 控制系统的时域指标（五项指标） 2 二阶系统分析 3 系统的稳定性和代数判据 4 稳态误差的分析和计算 一.五项指标 二.二阶系统分析 闭环特征方程为： 三、控制系统稳定性 2、劳斯稳定判据 设控制系统的特征方程式为 则线性系统稳定的充分必要条件是特征方程的全部系数为正值，不缺项，并且由特征方程系数组成的劳斯表的第一列的系数也为正值。 例4 设系统的特征方程为 判断系统的稳定性。 解 列劳斯表 → 求导 列出新劳斯表 由上列劳斯计算表第一列看出，各元符号均相同。这种情况表明，系统的特征根中不含具有正实部的根，它们的值由辅助方程 四、稳态误差的计算和无差度 第四章 根轨迹法 例5 负反馈系统的开环传递函数 试作K(由0??)变动的系统闭环根轨迹。 解： 开环极点：p1=0，p2= -1，p3= -2 无开环有限零点。 (2) n = 3 ，根轨迹有3条分支； (3) K = 0时 ，根轨迹起始于p1 ， p2 ， p3 K ? ? 时，皆趋于无穷远处； (4) 实轴上的根轨迹区段： (-1, 0)，(-?, -2) (5) 渐近线： (6) 分离点sd： 由公式 解之，得 sd = -0.42, sd = -1.58 (舍掉) (7) 分离角： (8) 根轨迹与虚轴交点坐标（即临界增益点）： 令 s = j? ，代入特征方程 将实部和虚部分别写成方程式 解之，得 所以，与虚轴交点坐标为 临界增益 第5章 频率域方法 一、频率特性的基本概念