计算机控制系统复习提纲

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1、计算机控制原理与技术复习提纲20121.计算机控制系统的概念计算机控制是自动控制理论和计算机技术相结合的产物。自动控制就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。由控制器、执行机构、被控对象等部件，为了一定的目的有机的联结成的一个进行自动控制的总体，称为自动控制系统。计算机控制系统是将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，也就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。2.闭环控制系统与开环控制系统的根本区别。自动控制系统根据不同的控制要求，一般分成闭环控制系统与开环控制系统两种结构形式。

2、闭环控制系统与开环控制系统的主要区别在于闭环控制系统有一条从系统输出端经过测量元件到输入端的反馈通路。3.计算机监督控制系统有哪两种结构形式，区别是什么？监督系统简称SCC，SCC系统有两种不同的结构，一种是SCC＋模拟调节器，另一种是SCC＋DDC系统。（1）SCC＋模拟调节器系统中SCC计算机根据采集到的参数，控制系统的数学模型进行计算，得到优化的设定值，送给模拟调节器，使系统保持最优工况。（2）SCC＋DDC系统此系统实际上是一个二级控制系统。DDC计算机承担直接控制任务，SCC计算机完成高一级的最优分析和计算任务，计

3、算出最优设定值，将此值传送给DDC计算机，执行控制任务。4.控制系统稳定的概念，掌握系统稳定性的判断的方法（即会判断系统是否稳定）。如果系统受外界或内部的扰动（包括给定值的变化），偏离了原平衡状态，而当扰动消失后（包括给定值恢复到原状态），系统的输出仍能逐渐恢复到原状态，则称系统是稳定的或具有稳定性。稳定性是控制系统的重要性能，是系统正常工作的首要条件。分析系统的稳定性是控制系统设计的基本任务之一。①稳定的数学条件：系统稳定的数学条件为：闭环系统所有特征根均具有负实部（或所有特征根均位于s左半平面），即：Resi<0(i=1

4、，2，¼，n）系统闭环传递函数：闭环系统特征方程为：∴系统的稳定性只取决于自身而与扰动及其形式以及初始条件无关。10②代数稳定判据方法可采用一种不必解出特征根，而直接判别特征根是否满足Resi<0的代数方法，称为代数稳定判据系统的特征方程为：则系统稳定的充分必要条件为：（1）.特征多项式中各项系数大于零，即：（2）.特征多项式各系数构造的n阶行列式中，各奇数子行列式或各偶数子行列式大于零，即：或其中：1.结构不稳定的概念，改变结构不稳定的方法。仅靠调整各元部件参数无法保证稳定的系统，称结构不稳定系统改变结构不稳定可以采用两种

5、方案：（1）.改变1/s环节的性质（减少闭合回路积分环节的数目）（2）.引入比例—微分控制2.典型环节的传递函数。控制系统的传递函数常常是由一些基本形式（典型环节）的传递函数组合而成。这些基本的传递函数通常与系统的基本组成单元相适应，在控制理论中称之为典型环节。任何一个复杂的系统都是由有限个典型环节组合而成的，典型环节通常分为以下六种：①比例环节其传递函数为：式中K为常数特点：输入输出量成比例，无失真和时间延迟②惯性环节其传递函数为：式中T为时间常数，T>0特点：含有一个储能元件，对突变的输入，输出不能立即复现，输出无振荡1

6、0③积分环节其传递函数为：特点：输出量与输入量的积分成比例，当输入消失。输出具有记忆功能④微分环节其传递函数为：特点：输出量正比于输入量的变化速度，能预示输入信号的变化趋势⑤振荡环节其传递函数为：式中：x为阻尼比（0£x<1，欠阻尼)wn为自然振荡角频率（无阻尼振荡角频率）特点：环节中有两个独立的储能元件，并可进行能量交换，其输出出现震荡⑥纯时间滞后环节其传递函数为：式中：t为延迟时间特点：输出量能准确复现输入量，但需延迟一固定的时间间隔1.自动控制系统的常用的典型测试信号。阶跃输入函数，斜坡（速度）函数，抛物线（加速度）函

7、数，脉冲函数，正弦函数2.传递函数的定义。在线性定常数系统中，当初始条件全为零时，系统或部件输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比称为系统或部件的传递函数。3.掌握动态结构图的化简，求得系统传递函数的方法。肯定会有4.自动控制系统的稳态误差概念，会求解指令输入作用的稳态误差，干扰输入作用的稳态误差及系统总稳态误差。5.阶跃响应性能指标概念。时间响应可以划分为暂态和稳态两个阶段，暂态是指系统响应从开始到接近终了平衡的状态；稳态是指时间延续较长(t®¥)后的平衡状态。10几个性能指标：①峰值时间tp：指阶跃响应曲线，即h(t)曲线中

8、超过稳态值而达到第一个峰值所需要的时间。②超调量s%：指h(t)中对稳态值的最大超出量与稳态值之比。即：③调节时间ts：指响应曲线中，h(t)进入稳态值附近±5%h(¥)[或±2%h(¥)]误差带而不再超出的最小时间。ts也常称为过渡时间。④稳态误差ess：指响应的稳态值与期望值之差。这几