9.机械工程控制基础总复习

《9.机械工程控制基础总复习》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机械工程控制基础总复习要求基本概念基本方法综合应用课后习题（理解、会做）第一章绪论掌握控制系统的基本概念、基本变量、基本组成和工作原理；内反馈在系统或过程中存在的各种自然形成的反馈；外反馈在自动控制系统中，为达到某种控制目的而人为加入的反馈；第二章系统的数学模型拉氏变换及其相关定理系统微分方程的列写（难点）传递函数的概念、特点及求法；典型环节的传递函数；传递函数方框图的绘制及简化；（难点）一微分方程的列写典型元件所遵循的物理定律列写步骤微分方程：时域中描述系统动态特性的数学模型；列写微分方程的一般方法：1、确定系统的输入量和输出量（

2、注意：输入量包括给定输入量和扰动量）2、按信息传递的顺序，从系统输入端出发，根据各变量所遵循的物理定律，列写系统中各个环节的动态微分方程；注意：负载效应，非线性项的线性化；3、消除中间变量，得到只包含输入量和输出量的微分方程；4、整理所得到的微分方程，将与输出有关的项放在方程的左侧，与输入有关的项放在方程的右侧，各阶导数项按降幂排列。二拉氏变换常用拉氏变换表拉氏变换常用性质拉氏反变换的计算拉氏变换的用法原函数（微分方程的解）象函数微分方程象函数的代数方程拉氏反变换拉氏变换解代数方程拉氏变换法求解线性微分方程的过程三传递函数可写为：传

3、递函数的特点：传递函数是关于复变量s的复变函数；传递函数的分母反映系统本身与外界无关的固有特性，传递函数的分子反映系统与外界的联系；当输入确定时，系统的输出完全取决于系统的传递函数物理性质不同的系统，可以具有完全相同的传递函数（相似系统）；G(s)Xi(s)X0(s)传递函数的零极点模型零点：z1,z2,…,zm影响瞬态曲线的形状，不影响系统的稳定性。极点：p1,p2,…,pn决定系统瞬态响应的收敛性，即影响系统的稳定性。放大系数（增益）：决定系统的稳态输出值；所以对系统的研究可以转化为对系统传递函数的零点、极点和放大系数的研究。典

4、型环节的传递函数传递函数方框图的建立建立传递函数方框图的方法：（1）列写原始微分方程；（2）对上述各方程在零初始条件下，分别进行Laplace变换；（3）根据因果关系，将各个Laplace变换的结果表示成传递函数方框图的形式（各环节的传递函数方框图）；（4）按信号的传递与变换过程，依次连接上述各个方框图，构成整个系统的传递函数方框图，一般将给定输入放在左边，输出放在右边。闭环系统的传递函数说明前向通道、反馈通道、开环传递函数都只只是闭环系统部分环节（或环节组合）的传递函数，而闭环传递函数才是系统的传递函数；相加点B(s)处的符号不代

5、表闭环系统的反馈是正反馈还是负反馈。（在可能的情况下，应尽可能使相加点的B(s)处的正负号与反馈的正负相一致）。传递函数的化简方法明确系统的输入和输出。对于多输入多输出系统，针对每个输入及其引起的输出分别进行化简；若系统传递函数方框图内无交叉回路，则根据环节串联、并联和反馈连接的等效原则从里到外进行简化；若系统的传递函数方框图内有交叉回路，则根据相加点、分支点等移动规则消除回路，然后按以上步骤进行化简。注意相加点和分支点之间不能相互移到常用传递函数方框图的等效变换法则梅逊公式当系统的传递函数方框图满足以下两个条件时：（1）整个方框图

6、只有一条前向通道；（2）各局部反馈回路间存在公共的传递函数方框图。则系统传递函数可简化为：一定要注意梅逊公式的两个条件；若系统不满足两个条件，可先将其方框图化成满足使用条件的形式，然后再利用梅逊公式。习题第三章系统的时间响应系统稳定性与特征根实部的关系一阶系统的定义和基本参数，及其单位脉冲响应、单位阶跃响应及单位斜坡响应；二阶系统的定义和基本参数及其性能指标的定义及其与系统参数之间的关系；系统误差的定义、求法；系统的输入、结构和参数以及干扰对系统偏差的影响；会看图1反映系统快速性的指标是：tr，tp，ts反映系统平稳性的指标是：MP

7、%，N2n↑时，tr(tP,ts)↓(r,b,c)↑时，MP%(N)↓----MP的大小反映系统的阻尼特性3tr,MP两项指标间存在矛盾系统的稳态偏差为：单位反馈系统：复习：系统类型、输入、偏差之间关系单位加速度单位速度单位阶跃输入信号00II型系统0I型系统0型系统系统类型系统型次越高，稳定偏差越小；开环增益越大，稳定偏差越小。K---系统的开环增益稳态偏差的计算方法：1直接法（定义）2终值定理法3偏差系数法1.利用误差公式-终值定理求=3.75例：单位反馈系统的开环传函求当输入信号为xi(t)=3t时系统的稳态误

8、差2.利用稳态偏差系数求I型系统的稳态速度偏差系数Kv=K=0.8习题第四章系统的频率特性分析主要内容频率特性定义、求法；Nyquist图的绘制；（难点）Bode图的绘制；（难点）频域中的性能指标；数学基础一频率特性及其求法根据定义，