自控部分復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn) (2)

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc407904679 單元六 系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)（只考概念） PAGEREF _Toc407904679 h 2 HYPERLINK l _Toc407904680 校正的分類： PAGEREF _Toc407904680 h 2 HYPERLINK l _Toc407904681 單元一 自動(dòng)控制系統(tǒng)緒論 PAGEREF _Toc407904681 h 2 HYPERLINK l _Toc407904682 1 自動(dòng)控制的概念 PAGEREF _Toc407904682 h 2 HYPERLINK l _Toc40790468

2、3 2 自動(dòng)控制分類 PAGEREF _Toc407904683 h 2 HYPERLINK l _Toc407904684 單元二 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 PAGEREF _Toc407904684 h 3 HYPERLINK l _Toc407904685 1傳遞函數(shù)的定義 PAGEREF _Toc407904685 h 3 HYPERLINK l _Toc407904686 2 常用的拉氏變換 PAGEREF _Toc407904686 h 3 HYPERLINK l _Toc407904687 3典型環(huán)節(jié)的傳函 PAGEREF _Toc407904687 h 3 HYPERLINK l

3、 _Toc407904688 4微分方程、求傳函、畫結(jié)構(gòu)圖的題目 PAGEREF _Toc407904688 h 3 HYPERLINK l _Toc407904689 第三章 時(shí)域分析 PAGEREF _Toc407904689 h 9 HYPERLINK l _Toc407904690 1.四大輸入信號(hào) PAGEREF _Toc407904690 h 9 HYPERLINK l _Toc407904691 2.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) PAGEREF _Toc407904691 h 93. HYPERLINK l _Toc407904692 一階、二階系統(tǒng)初態(tài)指標(biāo)的相關(guān)計(jì)算-勞斯判據(jù)-穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算 P

4、AGEREF _Toc407904692 h 9 HYPERLINK l _Toc407904693 第四章 根軌跡（只考概念） PAGEREF _Toc407904693 h 12 HYPERLINK l _Toc407904694 第五章 頻域分析法（考試重點(diǎn)） PAGEREF _Toc407904694 h 12 HYPERLINK l _Toc407904695 1 概念 PAGEREF _Toc407904695 h 12 HYPERLINK l _Toc407904696 2典型環(huán)節(jié)的伯德圖 PAGEREF _Toc407904696 h 12 HYPERLINK l _Toc40

5、7904697 3 考題類型 PAGEREF _Toc407904697 h 12單元六 系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)（只考概念）校正的分類：按照校正裝置在系統(tǒng)中的連接方式，控制系統(tǒng)的校正方式可以分為五種：1）串聯(lián)校正 2）并聯(lián)校正 3）前饋校正 4）反饋校正 5）復(fù)合校正串聯(lián)校正的分類： 超前校正 2）滯后校正 3）滯后超前校正 4）PID調(diào)節(jié)器每種校正的特點(diǎn)：串聯(lián)校正：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，價(jià)格低廉，但是效果不太好。反饋校正：a.能有效地改變被包圍環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)、參數(shù)；b.減弱了元件特性變化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，從而反饋校正對(duì)系統(tǒng)元件 特性的穩(wěn)定性要求低。 單元一 自動(dòng)控制系統(tǒng)緒論1 自動(dòng)控制的概念所謂的自動(dòng)

6、控制，是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用控制器或控制裝置來(lái)控制機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程等，使其受控物理量自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律變化，以達(dá)到控制目的。2 自動(dòng)控制分類2.1 自動(dòng)控制的分類：1） 開(kāi)環(huán)控制 2）閉環(huán)控制 3）復(fù)合控制2.2 各個(gè)控制的特點(diǎn)：1）開(kāi)環(huán)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、成本低，不存在穩(wěn)定性問(wèn)題。但是 系統(tǒng)抗干擾能力差。閉環(huán)：系統(tǒng)能自動(dòng)地跟蹤給定信號(hào)，減小跟蹤誤差，提高控制精度，抑制擾動(dòng)信號(hào)的干擾，降低了前向通路中元件的精度要求。還使得整個(gè)系統(tǒng)對(duì)某些非線性影響不靈敏。 復(fù)合：精度高，造價(jià)高，維修成本高。 2.3 對(duì)系統(tǒng)性能的基本要求 1）穩(wěn)定性 穩(wěn)（%） 2) 動(dòng)態(tài)性能 快（ts）

7、3）穩(wěn)態(tài)性能 準(zhǔn)（ess）單元二 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1傳遞函數(shù)的定義 線性定常系統(tǒng)，零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比，稱為線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2 常用的拉氏變換 3典型環(huán)節(jié)的傳函 3.1 比例環(huán)節(jié) G = K 3.2 慣性環(huán)節(jié) G = KTs+1 3.3 積分環(huán)節(jié) G = 1Ts 3.4微分環(huán)節(jié) G = Ts3.5 振蕩環(huán)節(jié) G = wn2s2+2wns+wn24微分方程、求傳函、畫結(jié)構(gòu)圖的題目結(jié)構(gòu)圖的化間重點(diǎn)考引出點(diǎn)的移動(dòng)，運(yùn)算點(diǎn)的移動(dòng)不做重點(diǎn)考察。第二章作業(yè)重點(diǎn)看2-1的(a)、（b）第三章 時(shí)域分析1.四大輸入信號(hào)1. 單位階躍信號(hào) 1S 2. 單位.斜坡

8、信號(hào) 1S2 3.單位脈沖信號(hào) 1 4.單位拋物線信號(hào) 1s32.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)2.1延遲時(shí)間td：指輸出響應(yīng)第一次到達(dá)穩(wěn)態(tài)值的50%所需要的時(shí)間。2.2上升時(shí)間tr ：指輸出響應(yīng)從穩(wěn)態(tài)值得10%上升到90%所需要的時(shí)間。2.3 峰值時(shí)間tp：指輸出響應(yīng)輸出響應(yīng)超過(guò)其穩(wěn)態(tài)值到達(dá)的第一個(gè)峰值所需要的時(shí)間。2.4 調(diào)節(jié)時(shí)間ts：指當(dāng)輸出量和穩(wěn)態(tài)值之間的偏差達(dá)到允許范圍（即誤差帶 ，一般取穩(wěn)態(tài)值的2% 或5% ）以后 并一直保持在此范圍內(nèi)所需要的最短時(shí)間。2.5超調(diào)量%： 指的是動(dòng)態(tài)過(guò)程中輸出響應(yīng)的最大值超過(guò)穩(wěn)態(tài)值得百分?jǐn)?shù)。一階、二階系統(tǒng)初態(tài)指標(biāo)的相關(guān)計(jì)算-勞斯判據(jù)-穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)

9、算另見(jiàn)77頁(yè)的例題3-2（必看）第四章 根軌跡（只考概念）1.偶極子：對(duì)靠得很近或相等的零極點(diǎn)，彼此將相互抵消，其結(jié)果使留數(shù)等于零，此類零極點(diǎn)叫偶極子2.根軌跡的規(guī)則： 法則3 根軌跡連續(xù)且對(duì)稱于實(shí)軸。第五章 頻域分析法（考試重點(diǎn)）1 概念1.1 頻率特性的定義： 將線性定常系統(tǒng)的頻率特性為輸出信號(hào)的傅氏變換C(jw)與輸入信號(hào)的傅氏變換R(jw)之比，表示為：G(jw)=C(jw)R(jw)1.2幅相頻率特性又稱為極坐標(biāo)圖、奈奎斯特圖1.3對(duì)數(shù)頻率特性又稱為對(duì)數(shù)極坐標(biāo)圖、伯德圖1.4最小相位系統(tǒng)：系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在S的右平面上沒(méi)有零極點(diǎn)，而且不包含延遲環(huán)節(jié)，稱為最小相系統(tǒng)。否則稱為非最小相系統(tǒng)

10、。2典型環(huán)節(jié)的伯德圖參見(jiàn)書本第156-166頁(yè)3 考題類型3.1奈氏圖的繪制、判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性 其中，n為分母上的最高階次，m為分子上的最高階次。3.2伯德圖的繪制 1）根據(jù)傳函畫伯德圖 2）根據(jù)伯德圖寫傳函畫伯德圖的例題根據(jù)伯德圖求傳遞函數(shù)的例題解析：K=W0V,由低頻段的-40dB可知，積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)V=2。3.3奈氏穩(wěn)定判據(jù)（注意是開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)） 3.3.1下面的是不含積分環(huán)節(jié)的奈氏判據(jù)如果將N和P*180各自乘以2，則閉環(huán)穩(wěn)定的條件變?yōu)椋耗鏁r(shí)針繞（-1，j0）的圈數(shù)的2倍等于不穩(wěn)定極點(diǎn)個(gè)數(shù)P時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定。否則不穩(wěn)定。3.3.2下面是含積分環(huán)節(jié)的奈氏判據(jù)注意修正的圓弧為積分個(gè)數(shù)與90的乘積，方向是從實(shí)軸到W=0+*3.3與3.1的綜合（很有可能出現(xiàn)的考題類型）個(gè)人認(rèn)為：右側(cè)的圖中的解題過(guò)程特殊點(diǎn)可以不用求，可以直接由3.1中直接畫出。下面這道題便驗(yàn)證了這個(gè)想法對(duì)于同時(shí)存在慣性和一階微分環(huán)節(jié)的傳函，必須注意兩者時(shí)間常數(shù)T的大小。當(dāng)慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)小時(shí)，圖象向下彎。