自动控制理论复习题新.pptVIP

自动控制原理复习内容及基本要求 ;内容提要及小结 （1）几个重要概念 自动控制： 自动控制系统 ： 负反馈原理： ; （2）控制系统基本控制方式 实现自动控制的基本途径有二：开环和闭环。 实现自动控制的主要原则有三： 主反馈原则——按被控量偏差实行控制。 补偿原则——按给定或扰动实行硬调或补偿控制。 复合控制原则——闭环为主、开环为辅的组合控制。 （3）系统分类的重点 重点掌握线性与非线性系统的分类，特别对线性系统的定义、性质、判别方法要准确理解。;线性系统;2．数学模型 主要内容：动态方程建立及线性化，传递函数及动态结构图，结构图的等效变换，梅逊公式及应用，典型环节。 基本要求：重点是传递函数和动态结构图的概念，以及增量线性化、结构图等效变换的法则。利用复阻抗直接建立电路结构图的方法。典型环节的概念。 ;内容提要及小结 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;(2)传递函数;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;（3）结构图 ;注意几点： ;（4）信号流图 ; 重要公式→梅逊公式 注意两点： ①搞清公式中各部分含义； ②公式只能用于输入节点与输出节点之间的传输，不能用于不含输入节点情况下，任意两混合节点之间的传输。 四种模型之间的转换关系可用下图表示 ;3．时域分析法 主要内容：典型响应及性能指标。一、二阶系统的分析与计算。系统稳定性的分析与计算：劳斯判据。稳态误差的计算及一般规律。 基本要求：重点是典型响应，性能指标诸概念及计算指标的方法，也要重视结构参数对系统响应影响的一般规律。典型响应以阶跃响应为主。劳斯判据和结构稳定性的概念。终值定理的应用。 ;内容提要 （1） 时域分析法是通过直接求解系统在典型输入信号作用下的时间响应，来分析控制系统的稳定性和控制系统的动态性能及稳态性能。工程上常用单位阶跃响应的超调量、调节时间和稳态误差等性能指标评价系统的优劣。 许多自动控制系统，经过参数整定和调试，其动态特征往往近似于一阶或二阶系统。因此一、二阶系统的理论分析结果，常是高阶系统分析的基础。;（3） 时域分析 （i）一阶系统的时域分析 一阶系统的动态特性应用一阶微分方程描述。一阶系统只有一个结构参数，即其时间常数T。时间常数T反应了一阶系统的惯性大小或阻尼程度。一阶系统的性能由其时间常数T唯一决定。一阶系统的时间常数T，也可由实验曲线求出。 ;（ii）二阶系统的时域分析 二阶系统的性能分析，在自动控制理论中有着重要的地位。二阶系统含有两个结构参数，即阻尼比ξ和无阻尼振荡频率ωn。阻尼比ξ决定着二阶系统的响应模态。ξ = 0时，系统的响应为无阻尼响应；ξ =1时，系统的响应称为临界阻尼响应；ξ 1时，系统的响应是过阻尼的；0 ξ 1时，系统的响应为欠阻尼响应。欠阻尼工作状态下，合理选择阻尼比ξ的取值，可使系统具有令人满意的动态性能指标。其动态性能指标有Mp、tr、td、tp，ts，一是可以从响应曲线上读取；二是它们与ξ、ωn有相应的关系，只要已知ξ、ωn，就能很容易求出动态性能指标。 ;（4）稳定性分析 控制系统是否稳定，是决定其能否正常工作的前提条件。任何不稳定的系统，在工程上都是毫无使用价值的。稳定，是指系统受到扰动偏离原来的平衡状态后，去掉扰动，系统仍能恢复到原工作状态的能力。应当特别注意，线性系统的这种稳定性只取决于系统内部的结构及参数，而与初始条件和外作用的大小及形式无关。; 线性系统稳定的充分必要条件是：系统的所有闭环特征根都具有负的实部，或闭环特征根都分布在左半s平面。 判别系统的稳定性，最直接的方法是求出系统的全部闭环特征根。但是求解高阶特征方程的根是非常困难的。工程上，一般均采用间接方法判别系统的稳定性。劳斯判据是最常用的一种间接判别系统稳定性的代数稳定判据。 ; 应用闭环特征方程各项的系数列写劳斯表，劳斯表各行第一列元素的符号变化次数，即为系统闭环不稳定的根的个数。应用劳斯判据时，应注意两种特殊情况下，劳斯表的列写方法。;（5）稳态误差 稳态误差是系统很重要的性能指标，它标志着系统最终可能达到的控制精度。稳态