[政史地]机械工程控制基础 复习 20100628.ppt

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 用希望对数频率特性确定校正参数 6 反馈校正参数的确定 I 图(a) 常用的超前校正元件 dB 0 图(b) 例 设某控制系统不可变部分的开环传递函数为 要求系统具有如下性能指标： （1）系统型别 ； （2）开环增益 ； （3）相角裕度 ； （4）剪切频率 。 试应用频率响应法确定由近似PI控制器实现的串联迟后校正参数。 题型分布 1、填空题（30分 ，每空1分） 2、简答题（20分，每题5分 ） 3、分析计算（共50分，共6题 ） * * * 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。频率特性法的突出优点是组成系统的元件及被控对象的数学模型若不能直接从理论上推出和计算时，可以通过实验直接求得频率特性来分析系统的品质。其次，应用频率特性法分析系统可以得出定性和定量的结论，并且有明显的物理意义。在应用频率特性法分析系统时，可以利用曲线，图表及经验公式，因此，用频率特性法分析系统是很方便的。 典型环节的乃氏图的绘制 1 比例环节 2 积分环节和微分环节 3 惯性环节和一阶环节 4 一阶微分环节 证明:写出实部与虚部各自的参量方程如下 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) 6 其他环节(2) 已知系统的开环传递函数 试绘制系统开环幅相特性与对数频率特性。 解： 惯性环节的交接频率为 例题 找渐近线 则 乃氏图 伯特图 复习–例 如何求闭环系统？ 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 Routh 判据的应用 Y(S) X(S) - 复习 – 例 材料学院 华中科技大学材料学院 机械工程控制基础 主讲教师：叶春生 csye@mail.hust.edu.cn Tel:027华中科技大学材料学院 机械工程控制基础 第一章 自动控制的一般概念 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