华南理工大学大三学习资料：自动控制理论复习.pptxVIP

自动控制理论复习 考试范围 第一章 第二章 第三章（3.4节不作要求） 第五章（不作要求：5.6.2、5.6.3、5.7.2） 第六章（6.1、6.2、6.3.1、6.3.2） 第七章（7.1~7.6） 第一章 自动控制系统的组成 自动控制系统分类 对控制系统的基本要求 第二章 传递函数的定义 根据原理求数学模型（传递函数） 结构图的等效变换 梅森公式的应用 第三章 典型输入信号 时域性能指标的定义 一阶系统的时域分析 二阶系统的数学模型、特征参数、欠阻尼系统的定义、动态性能指标计算 稳定性概念、劳斯稳定判据及其特殊情况、劳斯稳定判据的应用 稳态误差的概念、一般计算方法、系统的类型及静态误差系数、扰动作用下的误差求法、改善系统性能的方法。 第五章 频率特性的定义、求法、几何表示方法 系统幅相曲线、开环对数频率特性曲线的画法 频率稳定判据 稳定裕度的概念、物理意义、截至频率的计算 第六章 基本控制规律的特点 串联超前校正的步骤、特点 串联滞后校正的步骤、特点 第七章 采样定理 Z变换的性质 线性离散系统的稳定性判据 线性离散系统的稳定误差计算 复习题 消去中间变量i(t)，系统的微分方程为 结构图化简。 (1) 结构图化简(方法一) (a) R Y G1 G2 G3 H2 G4 (-) G3H1 H2+G3H1 (-)  求C(s)/R(s) 例3.5 如图示，（1）求特征参数与实际参数的关系； （2）K=16，T=0.25，计算动态性能指标。 例3.8 如图示,T=0.2(s),要求单位阶跃响应无超调，ts≤ 2(s)，求K、tr值。 例3.10分析：1）该系统能否正常工作？ 2）要求=0.707，系统如何改进？ 例3.14 负反馈系统的开环传递函数 （1）求系统稳定K1的取值范围； （2）要求闭环极点全部位于s= -1垂线之左，求K1的取值范围。 K1取值范围是０ K1 ３０ （2）将s=z-1代入原式，新特征方程 D(z)=z3+27z2+6443z+(6500K1-6471)=0 劳斯表 总误差ess= essr+ essn 例3.23求图示系统的稳态误差ess 。 其中 r(t)=t, n(t)= -1(t) 解： 令n(t)=0, 因为系统稳定, ∴ 令r(t)=0, En(s) = -Cn(s)H(s) 17 低频渐近线坐标 曲线与实轴交点 曲线如图示 18 例5.11 应用奈氏判据系统的稳定性 ① ② 闭环系统不稳定 19 绘制ω=0→+∞幅相曲线, 如图中实线; 绘制ω=-∞→0幅相曲线，如图中虚线. G(s)H(s)在右半S平面的极点数为1，即P=1 由奈氏判据求出闭环系统在右半s平面的极点数为 奈氏曲线逆时针包围(-1,j0)点1周，即R=1。 闭环系统稳定 20 解:(1) K=5，得20lg 5=14 dB。 L(1)=14dB，ω1=1,ω2=10， 例18 (1) K=5，绘制开环对数幅频特性曲线，求ωc和γ； (2)用频域法求临界稳定的K值。 由图知，1＜ωc＜10,于是有 ， 得ωc＝2.24 （2)求临界稳定的K值，令 试探法ωg=3.1，则 幅值裕度 所以，K增大为K=5×2.112=10.56时，系统临界稳定。 21 如图, 设计超前校正网络， 使r(t)=t时 L0(4.4)=-5.96dB 10lga=5.96 解得a=3.94,取a=4 T=0.114 例6.1 设计校正网络使图示系统 b=0.1 φo(2.7)= –134o ωc″ 原系统不稳定 例6.2 φo(2.7)=–134o ω= 2.7 T=37 解: 例7.20 如图 ，求系统稳定的K1。 解: 整理得: 劳斯表 例7.22如图示，T=1s, r(t)=2t,n(t)=t， （1）无零阶保持器时，求稳态误差。 （2）有零阶保持器，稳态误差如何变化？ 无零阶保持器，设 解 (1) n(t)=0, 考虑r(t)=2t的作用，则 稳态误差与输入信号、系统的结构参数和采样周期有关，T小会减小稳态误差。 输入信号2t r(t)=0，考虑n(t)=1(t)的作用，误差信号的Z变换表达式为 得 将 代入上式得 由Z变换的终值定理 r(t)和n(t)同时作用，总的稳态误差为 注意：线性离散系统中，可应用叠加原理求多个输入信号作用的稳态误差。 (2) 有零阶保持器，则 Z变换为 n(t)=0误差系数和稳态误差 设r(t)=0时，系统误差信号的Z变换表达式为 稳态误差