自动控制原理总复习.ppt

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1、自动控制原理课程总复习自动控制概念自动控制系统：能对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。自动控制:在无人直接参与的情况下，利用控制装置，使工作机械、或生产过程（被控对象）的某一个物理量（被控量）按预定的规律（给定量）运行。负反馈原理闭环控制将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。____构成闭环控制系统的核心闭环(反馈)控制系统的特点：(1)系统内部存在反馈，信号流动构成闭回路(2)偏差起调节作用开环控制优点：简单、易于实现缺点：当被控量与期望

2、值出现偏差时，系统不具备自动调整控制量的能力。第一章概述控制系统的组成和结构控制系统的三个基本要求稳定性准确性快速性稳态准确性动态准确性动态特性稳态特性控制系统的数学模型连续时间线性时不变系统离散时间线性时不变系统常见数学模型微分方程传递函数频率特性状态空间模型差分方程脉冲传递函数离散系统频率特性离散状态方程L变换变换Z变换变换传递函数意义结构图信号流图化简梅逊公式构建结构图构建信号流图传递函数典型环节的传递函数传递函数都可看作典型环节的组合环节：具有相同形式传递函数的元部件的分类。典型环节及其传递函数不同的

3、元部件可以有相同的传递函数；若输入输出变量选择不同，同一部件可以有不同的传递函数；任一传递函数都可看作典型环节的组合。常见的典型环节1比例环节K-增益234常见的典型环节56有哪些典型环节例题：方块图信号线方块相加点分支点信号流图信号流图结构图源节点输入信号节点阱节点输出信号混合节点比较点，引出点支路环节支路支路增益环节传递函数前向通路回路互不接触回路增益通路增益前向通路增益回路增益243时域分析方法一阶系统动态响应特点典型二阶系统动态响应稳态偏差分析稳定性分析劳斯判据输入误差系数误差时域分析方法不稳定临界稳

4、定稳定负阻尼过阻尼临界阻尼欠阻尼零阻尼二阶系统的时间域波形极点分布输出波形输出波形极点分布零阻尼欠阻尼负阻尼过阻尼临界阻尼典型二阶系统时域指标时域分析方法开环增益的变大，系统阻尼比变小，稳态误差减小闭环增益的变化，对系统动态性能没有影响时域分析方法一阶系统动态响应特点典型二阶系统动态响应稳态偏差分析稳定性分析劳斯判据输入误差系数误差根轨迹分析方法根轨迹广义根轨迹零度根轨迹正反馈一部分非最小相位系统绘制根轨迹法则小结法则5渐近线法则1根轨迹的起点和终点法则2根轨迹的分支数，对称性和连续性法则3实轴上的根轨迹法则

5、4根之和法则6分离点法则7与虚轴交点法则8出射角/入射角根轨迹分析方法零度根轨迹根轨迹根轨迹根轨迹频率特性分析方法定义例题1：哪个在获得较大的相位超前角频率特性分析方法例题2：的幅频特性是多少频率特性分析方法图解表达方式对数幅频对数相频极坐标图对数坐标图频率特性分析方法ReIm作业5-14已知频率特性分析方法稳定不稳定稳定不稳定频率特性分析方法稳定裕度截止频率相角裕度相角交界频率幅值裕度频率域校正并联校正PID校正校正过程校正装置超前校正滞后校正串联校正串联超前校正（4）(2)串联超前校正实质—利用超前网络相

6、角超前特性提高系统的相角裕度超前校正步骤(设给定指标)①由②由③确定④作图设计⑤是否满足要求验算串联迟后校正（3）(2)串联迟后校正实质—利用迟后网络幅值衰减特性挖掘系统自身的相角储备迟后校正步骤(设给定指标)①由②由④作图设计⑤是否满足要求验算③绘制曲线串联PID校正（1）(1)PID电路特性比例调节器P起调节作用与输出量和给定量的差成正比，有差就有调节作用，所以他的调节结果总是有差存在，这种调节不可消除差，所以叫这种调节为有静差调节；但这种调节作用快，能很快减小误差。比例积分PI调节器是给定量与输出量的差

7、对时间的积分，在电路里就是用给定量与输出量的差给电容充电，只要时间足够长，电容器的电压总会到达给定量，使输出量与给定量的差为零；积分调节器是一种无静差调节器，可调节到给定值，做到精确、准确输出；因为它可以增加系统的“型别”滞后环节比例微分PD调节器这种控制总是以输出量与给定量的差的变化率成正比，差变化越剧烈，调节作用越大，差变化越平稳，调节作用越弱；微分调节作用，使得输出量平稳而很少波动；这种微分调节作用，对输出量的变化、波动产生强烈的阻尼、抑制的作用，就像摩擦力的作用超前环节PID调节器特殊的滞后-超前校正

8、装置。增加了系统“型别”，增加了两个闭环极点。综合了PI，PD控制器的优点滞后环节状态空间分析设计方法模型§7.1线性系统状态空间数学模型基本概念及状态空间描述由机理分析建立状态空间表达式由微分方程建立状态空间表达式由传递函数建立状态空间表达式状态空间表达式与传递函数矩阵分析方法§7.2系统状态空间运动分析线性定常系统状态运动分析矩阵指数函数状态空间分析设计方法§7.3线性系统的能控性和能观测性基本