自动控制原理(1-5章)复习分解讲解学习.ppt

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1、自动控制原理(1-5章)复习分解一、自动控制系统的组成被控对象：设定值r：控制量u：输出量y：偏差信号e：e=x-y。扰动信号f：二、开环控制与闭环控制反馈的作用是减小偏差，信号闭合回路，控制系统中一般采用负反馈方式控制原理复习总结第一章概论三、定值控制系统、随动控制系统控制原理复习总结第一章概论系统的给定值为恒定值，扰动作为系统的输入，定值控制系统的目的是克服扰动的影响，使系统的输出维持在给定值附近。区别在于给定值的形式。定值控制：给定值随时间变化，是时间的未知函数，给定值作为系统的输入量。随动控制系统的目的是使得系统的输出能够准确地

2、跟踪给定值的变化轨迹。随动控制：程序控制：给定值随时间变化，是时间的已知函数。第二章控制系统的数学模型主要内容：1、基本概念2*、描述系统动态模型的3种形式及相互转换（1）微分方程（2）传递函数（包括方块图和信号流图）（3）状态方程3、建立数学模型的步骤及简单对象的数学模型控制原理复习总结*为重点一、基本概念4、建立系统的数学模型的两种方法：1、数学模型：控制系统各变量间关系的数学表达式。2、动态过程与静态过程：（1）动态响应(动态特性)从初始状态→终止状态（2）静态响应(静态特性)t→∞,y(∞)Δ=2%。Δ=5%(ts)线性系统的方

3、程是输入和输出量x、y及它们各阶导数的线性形式。3、线性系统与非线性系统：根据描述系统方程的形式划分的。线性系统的性质：可叠加性和均匀性（齐次性）。本学期研究的主要是线性定常系统。（1）机理分析法：（2）实验辨识法：控制原理复习总结第二章控制系统的数学模型二、传递函数控制原理复习总结第二章控制系统的数学模型初始条件为零的线性定常系统:输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比。定义：基本性质：微分定理(初始条件为零)，积分定理(初始条件为零)，位移（滞后）定理终值定理初值定理零点与极点：典型环节的传递函数：控制原理复习总结第二章控制系统

4、的数学模型二、传递函数(1)比例环节：(2)一阶惯性（滞后）环节：(3)一阶超前-滞后环节：(4)二阶环节：(5)积分环节：(6)PID环节：(7)纯滞后环节：(8)带有纯滞后的一阶环节：三、方块图控制原理复习总结第二章控制系统的数学模型应用函数方块描述信号在控制系统中传输过程的图解表示法。注意：画图的规范性：方块－传递函数－变量（拉氏变换式）－有向线段（箭头）－符号方块图：基本连接形式：1、串联：2、并联：串联环节总的传递函数等于各环节传递函数的乘积。并联环节总的传递函数等于各环节传递函数之和。3、反馈G(s)：前向通道传递函数，H(

5、s)：反馈通道传递函数，G(s)H(s)：开环传递函数1+G(s)H(s)=0：闭环特征方程。单位反馈系统：负反馈：控制原理复习总结第二章控制系统的数学模型三、方块图正反馈：方块图的等效变换规则：1、在无函数方块的支路上，相同性质的点可以交换，不同性质的点不可交换控制原理复习总结第二章控制系统的数学模型三、方块图注意：（1）尽量利用相同性质的点可以交换这一点，避免不同性质的点交换。（2）相加、分支点需要跨越方块时，需要做相应变换，两者交换规律找正好相反。（3）交换后，利用串、并、反馈规律计算。2、相加点后移，乘G；相加点前移加除G。3、

6、分支点后移，除G；分支点前移，乘G。四、信号流图控制原理复习总结第二章控制系统的数学模型信号流图是一种表示系统各参数关系的一种图解法，利用梅逊公式，很容易求出系统的等效传递函数。梅逊公式总增益：第三章控制系统的时域分析方法控制原理复习总结主要内容：1、一阶惯性系统的单位阶跃响应，T、K的物理意义。2*、标准二阶系统的单位阶跃响应，ζ和ω0、ωd的物理意义。3、高阶闭环主导极点的概念4*、控制系统单位阶跃响应过程的质量指标，ts，tp，σ，n5、控制系统稳态误差6*、劳斯稳定判据7、常规PID调节器的控制规律(调节器的形式和作用的定性分析

7、)8*、线性定常系统状态方程的求解*为重点一、一阶系统的动态响应控制原理复习总结第三章控制系统的时域分析方法单位阶跃响应：1、t=T时，系统从0上升到稳态值的63.2%2、在t＝0处曲线切线的斜率等于1/T3、ts=4T，（Δ=2%），ts=3T，（Δ=5%）4、y(∞)=K（对标准传递函数）10.63263.2％斜率=1/Ty(t)0tT2T3T4T5Ty(t)=1-exp(-t/T)二、二阶系统的动态响应控制原理复习总结第三章控制系统的时域分析方法ω。：无阻尼自然频率，ζ：阻尼系数（阻尼比）。0＜ζ＜1有阻尼自然频率欠阻尼一对共轭复

8、根衰减振荡阻尼情况单位阶跃响应ζ值根的情况根的数值两个相等的负实根临界阻尼ζ=1单调过阻尼ζ＞1两个不等的负实根单调上升无阻尼ζ＝0一对共轭纯虚根等幅振荡ζ＜0根具有正实部发散振荡三、以阶跃响应曲线形式表示