自动控制原理课程综述报告

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1、HEFEIUNIVERSITY自动控制原理课程综述报告系　　　别电子信息与电气工程系班级自动化姓　　　名学号完成时间2011/12/30摘要：在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。关键词：正文：根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数一、控制系统3种模型，即时域模型----微分方程；复域模型——传递函数；频域

2、模型——频率特性。其中重点为传递函数。在传递函数中，需要理解传递函数定义（线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比）和性质。二、结构图的等效变换和简化---实际上，也就是消去中间变量求取系统总传递函数的过程。1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。其中：引出点前移在移动支路中乘以。（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可）；引出点后移在移动支

3、路中乘以；相加点前移在移动支路中乘以；相加点后移在移动支路中乘以。三.应用信号流图与梅森公式求传递函数梅森公式：式中，P—总增益；n—前向通道总数；Pk—第k条前向通道增益；△—系统特征式，即Li—回路增益；∑La—所有回路增益之和；∑LbLc—所有两个不接触回路增益乘积之和；∑LdLeLf—所有三个不接触回路增益乘积之和；△k—第k条前向通道的余因子式，在△计算式中删除与第k条前向通道接触的回路。一般给出的是结构图，若用梅森公式求传递函数，则必须先画出信号流图。注意2：在应用梅森公式时，一定要注意不要漏项。前向通道总数不要少，各个回路不要漏。

4、线性系统的时域分析四、时域分析方法和思路：已知系统输入和系统模型，求时域响应。例1：求一阶系统的单位阶跃响应。1）输入，则其拉氏变换为，则2）3）对上式取拉氏反变换，得其响应单位阶跃信号的响应为：五、线性系统稳定的充要条件是闭环特征根均需具有负实部或者说的极点都在在s平面右半部分。---系统稳定性是系统本来的固有特性，与外输入信号无关。1．只有当系统的特征根全部具有负实部时，系统达到稳定。2．如果特征根中有一个或一个以上具有正实部，则这表明系统不稳定；3．如果特征根中具有一个或一个以上的零实部根，而其余的特征根均具有负实部，则脉冲响应函数趋于常

5、数，或者趋于等幅正弦(余弦)振荡，称为临界稳定。六、二阶系统单位阶跃响应及其欠阻尼情况下指标计算1．熟悉二阶系统单位阶跃响应的3个对应关系，即：不同阻尼比类型—不同单位阶跃的时间响应波形图---不同系统稳定性2．二阶系统欠阻尼单位阶跃响应的指标计算：欠阻尼二阶系统上升时间、峰值时间、调节时间、超调量计算（公式必须牢记），其中，阻尼角，阻尼振荡频率七、附加闭环负实零点对系统影响具有闭环负实零点时的二阶系统分析对系统的作用表现为：1.仅在过渡过程开始阶段有较大影响；2.附加合适的闭环负实零点可使系统响应速度加快，但系统的超调量略有增大；3.负实零点

6、越接近虚轴，作用越强。八、利用劳斯判据判定系统稳定性并求使得系统稳定的参数条件。1．根据特征方程：，则线性系统稳定的充要条件是劳斯表首列元素均大于零；首列系数符号改变次数与分布在s平面右半部的极点个数相同。2．劳斯表特殊情况时，系统临界稳定或者不稳定。3．如果系统稳定，则特征方程系数同号且不缺项；4．利用劳斯判据判定系统稳定性1.稳态误差定义：其中，误差传递函数，2．终值定理法求稳态误差如果有理函数除了在原点有唯一的极点外，在s右半平面及虚轴解析，即的极点均位于s左半平面（包括坐标原点），则根据终值定理可求稳态误差。3．系统型别ν-定义为开环传

7、递函数在s平面的积分环节个数。其中，K：系统的开环增益（放大倍数），ν为型别。4．基于静态误差系数的稳态误差---当-输入为阶跃、速度、加速度信号及其组合信号时，•静态位置误差系数，•静态速度误差系数，•静态加速度误差系数，线性系统的根轨迹法九、根轨迹定义：开环系统某一参数从时，闭环系统特征方程式的根（闭环极点）在[s]平面变化的轨迹。[注]：根轨迹是闭环系统特征方程式的根的轨迹。十、根轨迹法中开环传递函数的标准形式——零极点形式，称为开环系统根轨迹增益[注]：变化的参数以规范形式出现在分子上。开环系统零极点形式表示，s项的系数为1；十一、线性

8、系统的校正方法要求：1）在三频段理论基础上，能够熟练应用基于频率法的串联超前、滞后和滞后—超前校正设计需要的系统。2）至于根轨迹校正，要求掌握其基本原