计算机控制技术一页纸正面.doc

《计算机控制技术一页纸正面.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第一章：机电系统：机械设备和电气动力的组合系统。它的动力部分是电气的，经过电气系统与工艺系统过程或被控现象相联系的是机械设备，机电系统是运动控制系统的基本环节。机械设备包括机械和机械传动两部分内容，电气部分包括能量放大和执行器。计算机控制系统包括：机电系统、检测（传感器）、控制计算机及接口。又称直接数字控制系统（DDC）。特点：智能化：系统本身能检测设备的工作状态和工作条件以确定其运行状态；柔性化：不改变系统硬件，做更多的事情。控制系统的基本物理概念：一、按信号传递通路：开环控制系统、闭环控制系统二、按系统信号形式：连续控制系统、离散控制系统、采样控制系统。分层（分级）控制系统：它所要解

2、决的是一个工厂、一个公司乃至一个区域的总目标或总任务的最优化问题，即综合自动化问题。控制系统要求：基本要求：系统必须是稳定的、动态性能指标、静态性能指标。综合性能：产量最高、质量最好、原料和能耗最小、成本最低、可靠性最高、环境污染最小。经典控制理论的研究对象主要为线性定常系统。第二章：传感器：将被测物理量转换为与之对应的、容易检测、传输或处理的信号装置；其基本功能是检测信号和信号变换。执行器：将各种形式的能量转变为机械动作，从而去控制对象，也称为执行元件。步进电机又称为脉冲电机，是一种将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移的机电执行元件，即每输入一个控制脉冲，电动机输出轴就转过一步(走

3、一步)。步进电机输出轴的角位移或线位移量与输入脉冲数成正比，其转速或线速度与输入脉冲频率。直流伺服电机：转速与电枢电压成正比；转向由电枢电压极性决定。质量：，惯性：，电容：；弹簧：扭簧：，电感：；阻尼：，旋转阻尼：。；（电容）。S变换：如果一个以时间t为自变量的函数f（t），它的定义域是t³0，那么，拉普拉斯变换为：，其中.常见的；拉普拉斯变换对F(s)F（z）11t,n=1,2拉普拉斯变换的基本定理衰减定理微分定理；积分定理初值定理终值定理用拉普拉斯变换求解线性微分方程：将方程两端求拉式变换得：带入初始条件得：整理后得：，查表得：系统的传递函数:对于一个线性定常系统，在零初始条件下，系

4、统输出信号的拉普拉斯变换Y（s）与输入信号的拉普拉斯变换R（s）之比。传递函数表达了系统输入量和输出量之间的传递关系，只与系统本身的结构和特征参数有关，而与输入量无关。特征多项式：分母多项式R(s)，特征方程：R(s)=0，系统的阶次：R(s)的阶次n。若求解传递函数时候，给了初值，也当没有初值，进行计算。①系统的开环传递函数：在扰动信号N(s)=0时，②闭环传递函数为：③令HE(s)=E(s)/R(s)为N(s)=0时误差（偏差）信号E(s)对控制信号R(s)的闭环传递函数：。④令HEN(s)=E(s)/N(s)为R(s)=0时误差（偏差）信号E(s)对控制信号N(s)的闭环传递函数：

5、⑤控制信号R(s)和扰动信号N(s)共同作用时,系统的总误差为：⑥R(s)和N(s)同时作用时，则系统的总输出Y(s)为：现代控制理论：以线性代数和微分方程为主要数学工具；采用状态空间模型描述方法，完全表达系统的全部状态与性能。状态空间模型是现代控制理论的基础。状态变量法通常使用一阶矩阵向量微分方程来描述。选择状态变量的条件：相互独立，即不能由其它变量导出某一变量；充分，即完全决定了系统的状态；状态变量的个数应等于系统中独立储能元件的个数。选择状态变量一般有三条途径：选择系统中储能元件的输出物理量作为状态变量；选择系统的输出变量及其各阶导数作为状态变量；选择能使状态方程成为某种标准形式的

6、变量作为状态变量。第三章：采样定理：要使采样信号能够复现原连续信号，采样频率Ws和连续信号e(t)最高频率Wmax之间的关系必须满足如果选择的采样频率对连续信号中的最高频率而言，能在一个周期内采样两次以上，那么经采样而得到的脉冲序列就能包含连续信号的全部信息，如果采样次数太少，则不可能完整复现原连续信号。采样周期的选择：采样定理给出了最大采样周期。一般来说，增大采样周期会使系统性能变差，但对计算机的要求可以降低一些，在满足系统性能的要求前提下，应选择较大的采样周期（即较小的采样频率），以降低成本为基本原则。采样信号的复现或保持：采样离散控制系统中，把采样信号不失真地恢复为原来的连续信号的

7、过程，复现信号的装置通常称为保持器。（LPF）零阶保持器：采用恒值外推原理，把每一个采样值一直保持到下一个采样时刻，从而把采样信号变成了阶梯信号。由于恒值外推，处在采样区间内的值始终为常数，其导数为0，故此得名。如果把阶梯信号在区间的中点连接起来，可得到一条与曲线形状一致而在时间上滞后了一个T/2的具有阶梯形状的连续信号。单位脉冲响应：当零阶保持器输入单位脉冲时，其输出为一个高度为1，宽度为T的矩形波，。将代入得零阶保持器的频率特性