自動控制原理附課堂練習控制工程基礎復習

1、控制工程基礎控制工程基礎復習復習2007/5第一章第一章 控制理論基本概念控制理論基本概念一、自動控制系統(tǒng)的工作原理 開環(huán)控制、閉環(huán)控制、復合控制二、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成給定裝置、比較裝置、被控對象、控制裝置、測量裝置三、控制系統(tǒng)的基本要求穩(wěn)（穩(wěn)定性）、準（穩(wěn)態(tài)誤差）、快（過渡過程）四、控制系統(tǒng)的分類第二章第二章 控制理論的數(shù)學描述控制理論的數(shù)學描述一、線性系統(tǒng)微分方程的建立與求解 二、傳遞函數(shù) 定義、性質(zhì)、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 由RC電路求傳遞函數(shù) 由微分方程求傳遞函數(shù)三、控制系統(tǒng)結構圖 由微分方程建立系統(tǒng)結構圖 結構圖的等效變換（簡化） 梅遜公式求傳函四、閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（含擾動）第三章

2、第三章 時域分析時域分析一、時域性能指標 典型輸入信號、常見性能指標含義二、一階系統(tǒng)的時域分析（由閉環(huán)傳函求系統(tǒng)輸出） 結構圖、傳遞函數(shù)、單位階躍響應性能指標Ts1)(sR)(sC)0(1)(11)()()(/tethTssRsCsTt%)5(369. 020. 2TtTtTtsdr一階系統(tǒng)可無靜差跟蹤單位階躍輸入；一階系統(tǒng)跟蹤單位速度輸入時存在恒定位置誤差；一階系統(tǒng)無法跟蹤單位加速度輸入三、二階系統(tǒng)的時域分析 結構圖、傳遞函數(shù)、由傳函求參數(shù)（阻尼比、自然頻率）)2(2nnwssw)(sR)(sC2222)(nnnwswsws欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應性能指標： 理解阻尼比、自然頻率變化對系

3、統(tǒng)性能的影響 四、二階系統(tǒng)性能的改善比例-微分控制 測速反饋控制理解兩種方法對系統(tǒng)性能改善所起的作用，掌握校正后阻尼比的變化。 五、線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性1、穩(wěn)定性的概念2、線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的充要條件3、穩(wěn)定性判據(jù)（閉環(huán)系統(tǒng)特征方程） 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù) 01110nnnnasasasannaaaaaaaD00312031 勞斯判據(jù)（閉環(huán)系統(tǒng)特征方程）建立勞斯表，判斷穩(wěn)定性，掌握勞斯判據(jù)的兩種特殊情況。用勞斯判據(jù)判定閉環(huán)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。 表示負實軸上某點。01110nnnnasasasaazsa六、穩(wěn)態(tài)誤差及其計算（先確定穩(wěn)定性）1、誤差的定義：由輸入端定義2、穩(wěn)態(tài)誤差：終值定理3、系統(tǒng)的類型與穩(wěn)

4、態(tài)誤差系數(shù) 注意：系統(tǒng)的類型是針對系統(tǒng)開環(huán)傳函而言的；系統(tǒng)的階次是針對系統(tǒng)閉環(huán)傳函的分母（特征方程）中s的最高次冪而言的。兩者沒有必然聯(lián)系。 掌握0型、I型、II型系統(tǒng)的誤差系數(shù)以及跟蹤幾種典型單位信號時的誤差。（具體可見課堂所講的表格）注：求穩(wěn)態(tài)誤差時，也可根據(jù)閉環(huán)傳函以及終值定理求解穩(wěn)態(tài)誤差。)(lim0ssEesss)()()()(sCsHsRsE4、擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 直接用終值定理求解5、總的穩(wěn)態(tài)誤差 給定輸入信號引起的誤差+擾動引起的誤差第四章第四章 頻域分析頻域分析1、線性定常系統(tǒng)的頻率特性（幅頻、相頻、幅相、實頻、虛頻）;2、典型環(huán)節(jié)的頻率特性(Nyquist圖)；3、系統(tǒng)開

5、環(huán)頻率特性(Nyquist圖)的繪制；4、 Nyquist穩(wěn)定判據(jù)：由系統(tǒng)開環(huán)Nyquist圖判斷系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性；G(s)sin()(0wtAtr)(sin()()(0jwGwtjwGAtc5、典型環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性(Bode圖)；6、系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性(Bode圖)的繪制；7、 Bode圖穩(wěn)定判據(jù)：由系統(tǒng)開環(huán)Bode圖判斷系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn) 定性；8、系統(tǒng)穩(wěn)定裕度（幅值裕度、相角裕度）的求解：開環(huán) 系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度反映了閉環(huán)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。9、 由頻率特性曲線求傳遞函數(shù)10、系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性主要性能指標；11、 一階、二階系統(tǒng)閉環(huán)頻域指標與時域指標；12、 二階系統(tǒng)最佳參考模型；1、系統(tǒng)補償思想、分類2、串聯(lián)補償 串聯(lián)超前補償?shù)脑怼⑻攸c（優(yōu)缺點）、設計； 串聯(lián)滯后補償?shù)脑?、特點（優(yōu)缺點）、設計； 串聯(lián)滯后-超前補償?shù)脑?、按期望開環(huán)對數(shù)頻率特性設計補償裝置4、PID控制器 數(shù)學描述，比例、積分和微分控制的特點； PD控制的數(shù)學描述與特點； PI控制的數(shù)學描述與特點； PID控制的數(shù)學描述與特點。第五章第五章 控