《自动控制原理》教学课件合集（共6章）非AI生成.pptx

:1;:2;:3;:4;:5;:6;:7;:8;:9;:10;:11;:12;:13;:14;:15;:16;:17;:18;:19;:20;:21;:22;:23;:24;:25;:26;:27;:28;:29;:30;:31;:32;:33;:34;:35;:36;:37;:38;:39;:40;:41;:42;:43;第2章控制系统的数学模型;2.2控制系统运动方程的建立;46;47;一.概念:线性定常系统零初条件下,输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比。;49;50;二.惯性环节

T：时间常数

;三.一阶微分环节

：微分时间常数;53;54;55;56;2.6动态结构图及其等效变换;二、动态结构图等效变换和简化

（原则：变换前后数学关系保持不变）

1.串联等效

n个环节串联

;2.并联等效

n个环节并联;3反馈等效;负反馈：

正反馈：

单位负反馈：

得：;4分支点前移分支回路中串入

5分支点后移分支回路中串入

;6比较点前移分支回路中串入

7比较点后移分支回路中串入

;2.7梅森(Mason)公式;基本术语：

节点：表示系统中变量或信号的点（包括比较点、分支点）

支路：相当于乘法器，连接两个节点的定向线段

回路：沿支路的箭头方向，穿过任一节点的次数不超过一

次，起点与终点重合。

回路增益：回路中各支路增益的乘积

前向通路：从输入节点到输出节点的通路，经过任一节点

次数不多于1次

接触：两个回路中有公共节点

;66;67;68;69;70;71;72;73;74;75;76;77;78;79;:80;81;82;2．上升时间（两种定义）对于不同的阻尼系数，上升时间定义不同

①欠阻尼

响应从零值到第一次上升到稳态值所需的时间。;:84;2．上升时间

②过阻尼

由稳定值的10%上升到90%所需的时间。;

3．峰值时间

响应由零值上升到第一个峰值所需的时间。

4.最大超调量

响应的最大瞬时值

响应的稳态值

;5．调整时间

响应由零开始，达到并保持在稳态值

允许误差范围内所需的时间。

△一般取±2%或±5%。

;3.5.2稳态误差

稳态误差是度量系统控制精度的重要指标。定义为系统在输入信号作用下，响应的稳态值偏离希望值的大小

;89;90;:91;92;例3-1二阶系统如图所示，其中

当时，求过渡过程特征量

;94;练??1

有一位置随动系统，结构如图所示，其中。

求（1）该系统的阻尼比，自然振荡角频率和单位阶跃响应；

（2）系统的峰值时间，调节时间和超调量；

（3）若要求阻尼比，应该怎样改变系统的放大系

数值。

;解：系统闭环传递函数为：

对照标准式：

（1）自然振荡角频率：

由得阻尼比

因为，所以单位阶跃响应：

;（2）峰值时间：

调节时间:

超调量:

（3）当时，

;练习2;练习2;3.7二阶系统单位斜坡响应

输入

则：;二、;四、欠阻尼、临界、过阻尼情况稳态误差;;;;;;;;;3.9控制系统的稳定性;二、稳定的必要条件：

（1）特征多项式所有系数具有相同的符号；

（2）特征多项式各项系数都不为零。;例3-6;系统是否稳定特征方程根的分布

方程的系数。

劳斯稳定判据就是根据特征方程的系数来分析系统的稳定性的一种判据，它避免了直接求特征方程根的繁琐过程。劳斯稳定判据一般简称为劳斯判据。;应用劳斯判据分析系统的稳定性步骤

第一步：列出特征方程

第二步：建立劳斯行列式

;例3-8;四劳斯判据的两种特殊情况

1.第一种情况

劳斯行列式中某一行第一项元素为零，其余项不全为零或没有。

解决办法：

可以用一个任意小的正数代替这个零。?如果

上下符号相同，则系统有一对虚根。;2.第二种情况（全零行）

如果劳斯行列式中某一行的元素均为零，则表明在平面内有对称于原点的实根、共轭虚根或共轭复数根存在，