自動控制原理總復(fù)習(xí)

1、第1章 自動控制的一般概念n 1.1 自動控制的基本原理與方式n 1.2 自動控制系統(tǒng)的分類n 1.3 對自動控制系統(tǒng)的基本要求1什么是自動控制：所謂自動控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（被控變量）自動地按照預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。2自動控制系統(tǒng)是指由控制裝置與被控對象結(jié)合起來的，能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮囊恍┪锢砹窟M(jìn)行自動控制的一個有機(jī)整體3被控對象：要求實現(xiàn)自動控制的機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)過程，或其他對象4被控制量：指被控制系統(tǒng)所要控制的物理量，一般指系統(tǒng)的輸出量5控制量：可以被改變，并影響被控制量的物理量，一般指系統(tǒng)的輸入量6

2、擾動：破壞控制量與被控制量之間正常函數(shù)關(guān)系的因素，稱為系統(tǒng)的擾動7控制裝置：能夠?qū)Ρ豢貙ο笃鹂刂谱饔玫脑O(shè)備總稱【控制器，控制閥】8檢測裝置：測量系統(tǒng)某些物理量值的裝置【溫度傳感器】熱水系統(tǒng)方框圖控制器控制閥加熱水箱溫度傳感器輸出溫度測量值蒸汽流量偏差閥門開度干擾9 對控制系統(tǒng)的基本要求基本要求：穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性（穩(wěn)、快、準(zhǔn)）（1）穩(wěn)定性：穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，其被控量偏離期望值的初始偏差應(yīng)隨時間變化趨于零恒值系統(tǒng)：被控量恢復(fù)設(shè)定值隨動系統(tǒng)：被控量跟蹤到新的值（2）快速性：指過渡過程的形式和快滿，稱為動態(tài)性能（3）準(zhǔn)確性：指過渡過程結(jié)束后穩(wěn)態(tài)誤差越小越好穩(wěn)態(tài)誤差：指過渡過程結(jié)束后，希望的輸出量與

3、實際輸出量之間的誤差1.3.2 典型外作用幾種典型輸入：階躍函數(shù)，斜坡函數(shù)，加速度函數(shù)脈沖函數(shù)，正弦函數(shù)拉普拉斯變換第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2.1 控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型2.1.1 控制系統(tǒng)微分方程的建立2.1.2 線性系統(tǒng)的特性2.1.3 線性定常微分方程求解2.1.4 非線性微分方程的線性化2.2 控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型2.2.1 傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)2.2.2 傳遞函數(shù)的零點和極點2.2.3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)2.3 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2.3.1 結(jié)構(gòu)圖的基本元素2.3.2 幾個基本概念及術(shù)語2.3.3 結(jié)構(gòu)圖的繪制2.3.4 結(jié)構(gòu)圖的簡化2.4 信號流圖與梅森增益公式2.4.1 信號

4、流圖的組成及性質(zhì)2.4.2 信號流圖的繪制2.4.3 梅森增益公式第3章 線性系統(tǒng)的時域分析法3.1 系統(tǒng)時間響應(yīng)的性能指標(biāo)3.1.1 動態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)過程3.1.2 動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能3.2 一階系統(tǒng)的時域分析3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3.2.2 單位階躍響應(yīng)3.2.3 單位脈沖響應(yīng)3.2.4 單位斜坡響應(yīng)3.2.5 單位加速度響應(yīng)3.3 二階系統(tǒng)的時域分析3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3.3.2 單位階躍響應(yīng)3.3.3 欠阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)過程分析3.3.4 過阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)過程分析3.3.5 單位斜坡響應(yīng)3.3.6 二階系統(tǒng)性能的改善3.5 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析3.5.1 穩(wěn)定的基本概

5、念3.5.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件3.5.3 勞斯赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)3.6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.1 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差3.6.2 系統(tǒng)類型3.6.3 階躍輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.4 斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.5 加速度輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.6 擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.7 減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施第4章 線性系統(tǒng)的根軌跡法4.1 根軌跡法的基本概念根軌跡：開環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從零變化到無窮時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在平面上變化的軌跡理解：n 根軌跡是閉環(huán)特征根的軌跡 n 閉環(huán)特征根就是閉環(huán)系統(tǒng)的極點 n 閉環(huán)系統(tǒng)的極點決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性等性質(zhì) n 有參數(shù)變化，特征方程的根相當(dāng)于某

6、個參數(shù)的函數(shù)4.1.2 根軌跡方程根軌跡就是當(dāng)K*變化時，系統(tǒng)所有閉環(huán)極點的集合，也就是當(dāng)K*變化時，滿足根軌跡方程的所有解的集合。 n 相角條件是繪制根軌跡的充分必要條件n 要確定一個測試點是否在根軌跡上，只需要看其否滿足相角條件 n 確定根軌跡上某一點的K*值時，才使用模值條件4.2 根軌跡的繪制4.3 廣義根軌跡4.3.1 參數(shù)根軌跡4.3.2 附加開環(huán)零點的作用：作用1：改變穩(wěn)定性；作用2：改善動態(tài)性能4.3.3 零度根軌跡第5章 線性系統(tǒng)的頻域分析法5.1 頻率特性什么叫頻率特性？一個穩(wěn)定的線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入正弦信號時，則輸出信號是與輸入同頻率、但幅值和相位（一般）不同的正弦信號。頻率特性曲線：1、幅相頻率特性曲線奈奎斯特（Nyquist）曲線，或極坐標(biāo)圖2、對數(shù)頻率特性曲線伯德（Bode）圖3、對數(shù)幅相特性曲線尼柯爾斯（Nichols）圖5.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性5.2.4 開環(huán)幅相曲線的繪制（1）確定在=0+和處的點在低頻段，即起點處 即幅相曲線終于坐標(biāo)原點 ；終止角（2）確定與實軸的交點，即Q()=05.2.5 開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線的繪制繪制幅頻特性曲線的步驟1）開環(huán)傳函按典型環(huán)節(jié)分解2）確定各環(huán)節(jié)交接頻率3）繪制低頻段漸近線根據(jù)頻率特性曲線確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)，僅適用于最小相位系統(tǒng)5.3 頻率域穩(wěn)定判據(jù)1、Nyquist穩(wěn)