自动控制原理(梅晓樾屡)1-2.pptVIP

自动控制原理电子教案;第一章自动控制概述1.1引言;1.2自动控制的初步概念;室温控制系统功能框图 输入信号：外加变量。 输出信号：系统或元件产生的变量。 控制变量：控制器输出的信号，作用在对象上。 反馈信号: 被控量经传感器变换并返回到输入端的信号，要与输入信号比较，产生偏差信号。 指令输入、给定值：被控量的希望值。 参考输入信号：代表指令输入与反馈信号比较的基准信号。 偏差信号：参考输入信号与反馈信号之差。 扰动信号：不希望的外加信号。;1.3自动控制系统的分类1.3.1开环控制与闭环控制;1.3.2伺服系统、定值控制系统和程序控制系统;1.4 控制系统的组成及基本要求1.4.1控制系统的基本组成;1.4.2对控制系统的基本要求;第二章 系统的数学模型;2.1控制系统微分方程的建立;简单的电气系统与机械系统举例。 1.电气系统 常用关系式 例2-1-1 列写微分方程式。 解 设回路电流为中间变量。;例 2-1-2 列写微分方程式。 解 运算放大器的正、反相 输入端电位相同，输入电流 为零。;2.机械系统 遵循力学定律。 例 2-1-3 列写系统的运动方程式。 解;例 2-1-4 列写系统的运动方程式。 解 例 2-1-5 列写系统的运 动方程。 解;2.2 传递函数2.2.1传递函数的定义;传递函数的定义：初始条件为零时，输出信号的拉氏变换式与输入信号的拉氏变换式之比。 例 2-2-1 求例2-1-1的传递函数。 解;例 2-2-2 求例2-1-2的传递函数。 解 例 2-2-3 求例2-1-3的传递函数。 解 ;2.2.2关于传递函数的几点说明;传递函数的零极点表达式： 传递函数的时间常数形式 4.对于实际的物理元件和系统而言，分子多项式的阶次总是小于分母多项式的阶次。这是客观物理世界的基本属性。 5.传递函数是系统的复域描述，以复变量s为自变量。微分方程是系统的时域描述，以时间为自变量。 6.令系统传递函数分母等于零所得方程称为特征方程，特征方程的根称为特征根。特征根就是传递函数的极点。;2.2.3基本环节及其传递函数;4.振荡环节 5.纯微分环节 6.一阶微分环节 ;7.二阶微分环节 8.延迟环节;2.2.4 电气网络的运算阻抗与传递函数;例2-2-5 解 ;例2-2-6 包含一个积分环节故称积分电路。 例2-2-7;例2-2-8 解 带有惯性的微分环节。;2.3 控制系统的框图和传递函数2.3.1 框图的概念和绘制;绘制系统框图，首先列写系统方程组。可按下述顺序进行： 1）从输出量开始写第一个方程，输出量放在方程左边，其余放在右边； 2）后续方程左边只有一个量，它是前述方程的中间变量； 3）列写方程式时尽量用已出现过的量； 4）中间变量至少要在一个方程的左边出现一次； 5）输入量至少要在一个方程的右边出现一次。;例2-3-1绘制下面电路图的框图 解 从输出量 开始列写系统方程式;2.3.2 框图的变换规则;2.并联环节 三个环节并联 n个环节并联，总的传递函数是n个环节传递函数的代数和。;3.反馈回路的简化 上式中的+号用于负反馈系统，-号用于正反馈系统。 为闭环 传递函数， 为该环节的开环传递函数。;4.相加点和分支点 （1）相加点前移 （2）相加点之间的移动 （3）分支点后移 （4）相邻分支点之间的移动 ;2.3.3 闭环系统的传递函数;3）输出对于扰动输入的 闭环传递函数 4）系统总输出;5）偏??信号对参考输入的闭环传递函数 6）偏差信号对扰动输入的闭环传递函数 7）系统总偏差;2.3.4框图的化简;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.; 误差传递函数;2.3.5梅森增益公式;例2-3-3 求传递函数 解;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;2.3.6 机电装置的传递函数;直流电动机的动态框图 以电机轴的转角 为输出量;2.直流电动机转速控制系统的传递函数 绘制系统动态框图， 并求传递函数 对于放大器有 对于测速机有 ;2.4非线性方程的线性化;n元函数在工作点附近线性化后的方程是 对上式求导，取拉氏