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自动控制原理202X总复习一、自动控制的一般概念01反馈控制（按偏差控制）自动控制系统基本控制方式02单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅地阐述观点。负反馈03开环控制（按定量控制或按扰动控制）复合控制（按偏差和扰动控制）正反馈一、自动控制的一般概念2、对自动控制系统的基本要求稳定性快速性准确性二、控制系统的数学模型1、连续控制系统的数学模型微分方程（时域）传递函数（复域（s域））频率特性（频域）2、离散控制系统的数学模型差分方程（时域）脉冲传递函数（复域（z域））二、控制系统的数学模型微分方程微分方程的建立基本电路形式微分方程的求解拉氏变换解微分方程零初始条件时非零初始条件时二、控制系统的数学模型拉氏变换的性质线性定理：微分定理：积分定理：延迟定理（t域平移定理）：衰减定理（s域平移定理）：终值定理：二、控制系统的数学模型5、传递函数定义：0初始条件下输出与输入的拉氏变换之比传递函数取决于系统或元件的结构和参数，与输入信号的形式无关。由差分方程求传递函数零点和极点零极点对输出的影响极点决定输出自由运动的模态零点决定各种模态的比重零点和极点的“对消”特性二、控制系统的数学模型传递函数的零点与极点z1z2根轨迹增益称为增益二、控制系统的数学模型结构图的等效变换与信号流图梅森增益公式掌握其中一种三、线性系统的时域分析法系统时域性能指标动态性能指标延迟时间上升时间峰值时间调节时间超调量稳态性能指标稳态误差三、线性系统的时域分析法无阻尼欠阻尼临界阻尼过阻尼2、二阶系统单位阶跃响应自然频率阻尼振荡频率阻尼比三、线性系统的时域分析法高阶系统时域分析闭环主导极点决定响应的主要成分其他极点形成的响应迅速衰减闭环零点和非主导极点闭环零点的作用是减小峰值时间，使系统响应速度加快，越接近虚轴作用越明显非主导极点会增大峰值时间，使系统响应速度变慢零极点作用“对消”三、线性系统的时域分析法稳定性的充要条件：闭环极点位于虚轴左侧劳斯判据系统稳定性系统类型稳态误差阶跃输入稳态误差斜坡输入稳态误差加速度输入稳态误差0型、I型、II型123四、线性系统的根轨迹法1、根轨迹的概念开环系统某一参数（对于常规根轨迹来说，此参数就是开环根轨迹增益或开环增益）从0到∞变化时，闭环系统特征方程的根在s平面上变化的轨迹。2、根轨迹的作用判断稳定性稳态性能动态性能四、线性系统的根轨迹法3、根轨迹方程相角条件和幅值条件四、线性系统的根轨迹法根轨迹绘制法则起始于开环极点，终止于开环零点；分支数与n和m中大者相同，连续且对称于实轴；n-m条渐近线实轴某区域右边开环零、极点之和为奇数，则此区域是根轨迹；分离点和分离角与虚轴的交点：劳斯判据确定。五、线性系统的频域分析法20152016频率特性求法：频率特性的几何表示法：对数幅频特性曲线对数相频特性曲线参变量为ω，相角和幅值同时表示在复平面中五、线性系统的频域分析法典型环节典型环节的种类典型环节的幅相曲线和对数频率特性曲线最小相位环节和对应的非最小相位环节的曲线对称性（幅频特性相同，相频特性相反）互为倒数的典型环节的曲线对称性五、线性系统的频域分析法起点（）和终点（）与实轴的交点（与虚轴的交点）变化范围（象限、单调性）开环幅相曲线的绘制环节分解交接频率（或）确定对数幅频特性上一点的值（通常是时）确定各段斜率开环对数频率特性曲线的绘制五、线性系统的频域分析法A辅助函数的零极点（零点是闭环传递函数的极点，极点是开环传递函数的极点）B和开环传递函数的关系CS平面围线到F(s)平面的映射D在s左半平面取闭合围线（绕过开环极点）E映射到F(s)平面的闭合围线（顺时针增加180°）F判据：完整开环幅频特性曲线逆时针绕过（-1，j0）的圈数为R，Z=P-R=0则稳定乃奎斯特稳定判据五、线性系统的频域分析法乃奎斯特稳定判据若不稳定，Z=P-R也可只绘制一般开环幅频特性曲线（可能需要补顺时针90°的整数倍）1左侧穿越负实轴的次数为NR=2N=2（N+-N-），N+表示从上向下穿越，N-表示从下向上穿越。可能出现半次穿越的情况。五、线性系统的频域分析法对数频率稳定判据确定截止频率确定小于截止频率时对数相频特性曲线穿越-180°的次数正穿越：角度增大的穿越（从下向上）负穿越：角度减小的穿越（从上向下）