自动控制原理课程综述(l李思聪)

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1、HefeiUniversity自动控制原理课程综述报告专业：自动化班级：12自动化卓越班姓名：李思聪学号:1205032033完成时间：2015年1月20日自动控制原理课程综述报告摘要自动控制原理这门课程一直作为自动化专业一门重要的专业基础课，对于培养我们的专业技能起着很重要的作用。自动控制理论作为研究自动控制共同规律的技术科学，既是一门古老的、已臻成熟的学科，又是一门正在发展的、具有强大生命力的新兴学科。这门技术已在制造业、农业等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富和提高了人民的生活水平。在今天的社会生活中，

2、自动化装置无所不在，为人类文明进步做出了重要贡献。该课程综述主要总结自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、线性系统的时域分析法、线性系统的根轨迹法、线性系统的频域分析法和线性系统的校正方法相关内容。时域分析；频域分析；稳；准；快一、自动控制系统的数学模型11.1传递函数11.2结构图化简11.3信号流图21.4梅逊公式2二、线性系统的时域分析32.1欠阻尼二阶系统的特征参量32.2劳斯判据32.3线性系统的稳态误差4三、线性系统的根轨迹法53.1根轨迹绘制的基本法则53.2开环零极点的分布对系统性能的影响6四、线性系统的频域分析法64.1频

3、域分析法的特点74.2典型环节及其传递函数7ix心得体#85.1弄清自动控制理论课程的特点和难点85.2以数学模型为基础，以系统分析为主线95.3化抽象为具体9六、自动控制原理的发展及发展趋势106.1自动控制的作用106.3自动控制原理的发展趋势11七、自动控制原理的具体应用举例12#＜城13一、自动控制系统的数学模型在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的数学模型。控制系统的数学模型是描述系统内部物理量(或变量)之间关系的数学表达式。在静态条件下(EP变量各阶导数为零)，描述变量之间关系的代数方程叫静态数学模型；而描述变量各阶导数之间关

4、系的微分方程叫动态数学模型。如果已知输入量及变量的初始条件，对微分方程求解，就可以得到系统输出量的表达式，并由此可对系统进行性能分析。因此，建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的首要工作。1.1传递函数在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比定义为线性定常系统的传递函数。系统传递函数G(s)的特征可由其极点和零点在s复数平面上的分布来完全决定。用D(s)代表G(s)的分母多项式，M(s)代表G(s)的分子多项式，则传递函数G(s)的极点规定为特征方程D(s)=O的根，传递函数G(s)的零点规定为方程M(s)=O的根。极

5、点(零点)的值可以是实数和复数，而当它们为复数时必以共轭对的形式出现，所以它们在s复数平面上的分布必定是对称于实数轴(横轴)的。系统过渡过程的形态与其传递函数极点、零点(尤其是极点)的分布位置冇密切的关系。1.2结构图化简(1)各前向通路传递函数的乘积不变;(2)各反馈冋路传递函数的乘积不变。结构图的等效变换和化简：①环节串联：③反馈等效:C⑸+TB(s)R(s)1土G“sffls)1.3信号流图信号流图起源于梅森利用图示法来描述一个或一组线性代数方程式，它是由节点和支路组成的一种信号传递网络。节点：用来表示变量或信号的点，用符号“O”表示。

6、支路：连接W节点的定向线段，用符号“一”表示。名词术语：(1)节点表示变量或信号，其值等于所有进入该节点的信号之和(2)输入节点它是只有输出的节点，也称源点。(3)输出节点它是只有输入的节点，也称汇点。然而这个条件并不总是能满足的。为了满足定义的要求可引进增益为1的线段。(4)混和节点它是既有输入又有输出的节点。例如，图3.56中是一个混和节点。(5)支路定向线段称为支路，其上的箭头表明信号的流向，各支路上还标明了增益，即支路的传递函数。(6)通路沿支路箭头方向穿过各相连支路的路径称为通路。(7)前向通道从输入节点到输出节点的通路上通过任何节

7、点不多于一次的通路称为前向通道。⑻回路始端与终端重合且与任何节点相交不多于一次的通道称为回路。(9)不接触回路没有任何公共节点的回路称为不接触回路。1.4梅逊公式其中：A=1_vz/+yv-人人u称为特征式。pi：从输入端到输出端第k条前向通路的总传递函数。Ah在A中，将与第i条前向通路相接触的冋路所在项除去后所余下的部分，称为余子式。SL*：所有单冋路的“冋路传递函数”之和LjiLL：两两不接触［El路，其“回路传递函数”乘积之和SLiLjLk：所有三个互不接触［Hl路，其“回路传递函数”乘积之和“

8、Hj路传递函数”指反馈回路的前向通路和反

9、馈通路的传递函数只积并且包含表示反馈极性的正负号。二、线性系统的时域分析在确定系统的数学模型后，便可以用儿种不同的方法去分析控制系统的动态系统的性能和稳态性能。在经