自动控制原理例题详解-期末总复习要点解析复习考试要求

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1、HarbinEngineeringUniversity自动控制理论自动化学院陈明杰Dec.20122012年总复习第1章自动控制的一般概念第3章控制系统的数学模型第4章线性系统的时域分析法第5章线性系统的根轨迹法第6章线性系统的频率分析法第7章线性系统的校正方法第8章非线性控制系统分析自动控制理论第9章线性离散系统的分析与校正自动控制理论要点解析准快稳自动控制系统第1章自动控制的一般概念一、※反馈控制原理以及开、闭环控制特点；二、由系统工作原理图绘制系统方框图；三、对控制系统性能的要求。要求掌握的知识点开环控制（顺馈）闭环控制（反馈）第1章自动控制的一般概念一、开环控制与闭环控制及其方框图例

2、:液位控制系统二、对控制系统性能的基本要求稳——稳定性快——动态性能准——稳态性能例:液位控制系统例:角度随动控制系统第1章自动控制的一般概念第3章控制系统的数学模型一、根据系统原理求其时域的运动方程式二、※理解传递函数定义和性质三、※※应用结构图等效变换法求传递函数四、※※应用信号流图和梅森公式求传递函数五、理解控制系统开环和闭环传递函数概念要求掌握的知识点控制系统的数学模型的主要形式—以微分方程形式列写的运动方程式—以拉氏变换为基础的传递函数—以傅氏变换为基础的频率响应时域模型※复域模型频域模型第3章控制系统的数学模型回顾一、传递函数的定义与性质线性定常系统的传递函数定义为：零初始条件下

3、，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比。记为：例3.7求例3.1的RLC无源网络的传递函数零初始条件下第3章控制系统的数学模型1234传递函数只适用于线性定常系统※传递函数取决于系统或元件的结构和参数，与输入量、输出量、扰动量等外部因素无关，是系统的固有属性不同系统或元件只要内部特性相同，可能具有相同传递函数传递函数是在零初始条件下进行的例第3章控制系统的数学模型一、传递函数的定义与性质传递函数与微分方程有相通性。零初始条件下，传递函数与微分方程一一对应，即用传递函数中s置换微分方程中的。567传递函数是复变量s的有理分式，且所有系数均为实数。在实际物理系统中满足传递函数可以有实数

4、或者复数零极点。若有复零点或极点，则它们必为共轭的复数零点或极点。第3章控制系统的数学模型一、传递函数的定义与性质等效原则：等效变换前后变量关系保持不变。二、※※应用结构图等效变换法求传递函数第3章控制系统的数学模型1）串联环节的等效传递函数C(s)R(s)X(s)G1(s)G2(s)R(s)C(s)G1(s)G2(s)---简记：串联相乘第3章控制系统的数学模型2）并联环节的等效传递函数R(s)C(s)X2(s)X1(s)G1(s)G2(s)±G1(s)±G2(s)R(s)C(s)---简记：并联相加等效原则：等效变换前后变量关系保持不变。二、※※应用结构图等效变换法求传递函数第3章控制系

5、统的数学模型3.反馈连接环节的等效传递函数结论：(对于负反馈)ε(s)_Y(s)R(s)C(s)G(s)H(s)C(s)R(s)等效传递函数=前向通道传递函数1+前向通道传递函数×反馈通道传递函数等效原则：等效变换前后变量关系保持不变。二、※※应用结构图等效变换法求传递函数例:求系统的传递函数C(s)/R(s)。哪个是移动支路？规则如何？如何移动？第3章控制系统的数学模型二、※※应用结构图等效变换法求传递函数4）引出点移动规则C(s)X(s)R(s)G(s)X(s)C(s)R(s)G(s)结论：※※引出点前移在移动支路中乘以。引出点后移在移动支路中乘以。C(s)X(s)R(s)G(s)1/G

6、(s)X(s)C(s)R(s)G(s)G(s)第3章控制系统的数学模型等效原则：等效变换前后变量关系保持不变。二、※※应用结构图等效变换法求传递函数5）比较点移动规则X(s)C(s)R(s)±G(s)X(s)C(s)R(s)±G(s)G(s)X(s)C(s)R(s)±G(s)X(s)C(s)R(s)±G(s)1/G(s)结论：比较点前移在移动支路中乘以，比较点后移在移动支路中乘以。第3章控制系统的数学模型等效原则：等效变换前后变量关系保持不变。二、※※应用结构图等效变换法求传递函数例:求系统的传递函数C(s)/R(s)。第3章控制系统的数学模型演示注：相应的解套的那步结构图必须绘制出来。移动

7、支路是指？法1：二、※※应用结构图等效变换法求传递函数R(s)_C(s)G1(s)G2(s)G3(s)H2(s)H1(s)__1/G1(s)R(s)C(s)G3(s)__H2(s)/G1(s)例:求系统的传递函数C(s)/R(s)。第3章控制系统的数学模型演示法2：二、※※应用结构图等效变换法求传递函数例：等效原则：等效变换前后变量关系保持不变。注：可不合并先分解。注：等效变换前后符号不可丢。第3章控制系统的