控制工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

1、控制工程基礎(chǔ)唐志國(guó)1通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室控制工程基礎(chǔ)教師：唐志國(guó)單位：通信工程學(xué)院期末復(fù)習(xí)唐志國(guó)2通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室考試安排考試時(shí)間：2012年12月31日下午13:30-15:30考試地點(diǎn)：逸夫樓，具體教室見(jiàn)考場(chǎng)分配考場(chǎng)用品：學(xué)生證（學(xué)生卡）、計(jì)算器、中性筆、直尺、鉛筆、橡皮等唐志國(guó)3通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室答疑安排2012年12月30日下午13:00二教三樓答疑室唐志國(guó)4通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室復(fù)習(xí)綱要（選擇判斷1） 三種基本控制方式：開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制、復(fù)合控制兩種建模方法：機(jī)理法和實(shí)驗(yàn)法五個(gè)數(shù)學(xué)模型：微分方程、傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖、信號(hào)流圖和頻率特性線性系統(tǒng)具有疊加性和齊次性傳遞

2、函數(shù)是指在零初始條件下，系統(tǒng)輸出拉氏變換與輸入拉氏變換之比唐志國(guó)5通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室復(fù)習(xí)綱要（選擇判斷2） 零極點(diǎn)作用：極點(diǎn)產(chǎn)生自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)，零點(diǎn)影響各自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)在響應(yīng)中的比重閉環(huán)零極點(diǎn)的組成：穩(wěn)定的充要條件：系統(tǒng)特征根具有負(fù)實(shí)部；系統(tǒng)極點(diǎn)均在復(fù)平面左半平面典型二階欠阻尼系統(tǒng)超調(diào)量和三個(gè)響應(yīng)時(shí)間與阻尼比和自然頻率的關(guān)系唐志國(guó)6通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室復(fù)習(xí)綱要（選擇判斷3） 改進(jìn)動(dòng)態(tài)性能的兩個(gè)方法：附加開(kāi)環(huán)零點(diǎn)，引入局部反饋高階系統(tǒng)主導(dǎo)極點(diǎn)滿(mǎn)足的兩個(gè)條件：閉環(huán)極點(diǎn)距離虛軸距離5倍及以上；閉環(huán)極點(diǎn)周?chē)鸁o(wú)閉環(huán)零點(diǎn)（不構(gòu)成偶極子）開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的增益與型別改進(jìn)穩(wěn)態(tài)誤差的三個(gè)方法：增加開(kāi)環(huán)增益；提

3、高系統(tǒng)型別；復(fù)合控制唐志國(guó)7通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室復(fù)習(xí)綱要（選擇判斷4） 對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入信號(hào)為正弦函數(shù)時(shí)，其輸出信號(hào)的穩(wěn)態(tài)值也是同頻率的正弦函數(shù)，將輸出穩(wěn)態(tài)值與輸入量之比，稱(chēng)為線性系統(tǒng)的頻率特性。穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)在諧波輸入作用下，其輸出響應(yīng)中與輸入同頻率的諧波分量與諧波輸入的幅值之比為幅頻特性、相位之差為相頻特性。 唐志國(guó)8通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室復(fù)習(xí)綱要（基本公式1） 拉氏變換 唐志國(guó)9通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室欠阻尼二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能 復(fù)習(xí)綱要（基本公式2） j0_唐志國(guó)10通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室復(fù)習(xí)綱要（基本公式3） 典型環(huán)節(jié)（1）比例環(huán)節(jié)（2）積分環(huán)節(jié)（3）慣性環(huán)節(jié)（

4、4）微分環(huán)節(jié)（5）振蕩環(huán)節(jié)（6）延遲環(huán)節(jié)（7）一階微分（8）二階微分傳遞函數(shù)奈氏曲線Bode圖頻率特性唐志國(guó)11通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)求傳函原則:換位前后的輸入/輸出信號(hào)間關(guān)系不變。有前饋環(huán)節(jié)求開(kāi)環(huán)傳函、閉環(huán)傳函、誤差傳函（作業(yè)2.5）有交叉環(huán)節(jié)求閉環(huán)傳函、誤差傳函（第四講例二例三）有擾動(dòng)作用求閉環(huán)傳函、誤差傳函、系統(tǒng)輸出（作業(yè)2.3和2.5）復(fù)習(xí)綱要（分析計(jì)算1） 唐志國(guó)12通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室信號(hào)流圖求傳函從結(jié)構(gòu)圖到信號(hào)流圖，再求傳函。信號(hào)流圖已知，梅森增益公式求傳函標(biāo)變量排節(jié)點(diǎn)，連節(jié)點(diǎn)寫(xiě)增益，沒(méi)增益用1替作業(yè)2.6和第五講例題復(fù)習(xí)綱要（分析計(jì)算2） 唐志國(guó)13通信工程學(xué)院

5、自動(dòng)化教研室勞斯判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定性畫(huà)個(gè)叉（差）除以它系統(tǒng)閉環(huán)特征方程，列勞斯表，判別穩(wěn)定性（第六講例一）含參數(shù)的特征方程，列勞斯表，利用穩(wěn)定性求待定參數(shù)（第六講例三和作業(yè)3.12 ）將改進(jìn)動(dòng)態(tài)性能或穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)定性結(jié)合（改進(jìn)前后分別求特征方程，均用勞斯判據(jù)分別判穩(wěn)）復(fù)習(xí)綱要（分析計(jì)算3） 唐志國(guó)14通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室欠阻尼二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析給出系統(tǒng)閉環(huán)傳函（或開(kāi)環(huán)傳函及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖）按照公式直接寫(xiě)出阻尼比和自然頻率，然后利用公式求動(dòng)態(tài)性能（課本例題3.1.作業(yè)3.1）給出系統(tǒng)性能，反求阻尼比和自然頻率，寫(xiě)出閉環(huán)傳遞函數(shù)系統(tǒng)性能由語(yǔ)言描述或由響應(yīng)曲線給出，需要大家自己分析對(duì)應(yīng)哪些性能（第七

6、講例題1和作業(yè)3.2）復(fù)習(xí)綱要（分析計(jì)算4） 唐志國(guó)15通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算（第八講例一和作業(yè)3.20 ）按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖求出誤差函數(shù)，利用終值定理求穩(wěn)態(tài)誤差根據(jù)不同的輸入計(jì)算靜態(tài)誤差系統(tǒng)，用誤差系數(shù)求穩(wěn)態(tài)誤差復(fù)習(xí)綱要（分析計(jì)算5） 型以上系統(tǒng)型以上系統(tǒng)型以上系統(tǒng)唐志國(guó)16通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室已知開(kāi)環(huán)傳函畫(huà)奈氏曲線和Bode圖通過(guò)開(kāi)環(huán)傳函寫(xiě)頻率特性，即幅值和相角，畫(huà)Bode圖還要求20倍lg的形式，最好虛部實(shí)部也求奈氏曲線：根據(jù)相角可以判斷出曲線的大致走向（起始角與終止角），中間過(guò)程需要分析，a曲線是否有增減；b曲線與兩軸交點(diǎn)尤其是負(fù)實(shí)軸，最后根據(jù)積分個(gè)數(shù)逆時(shí)針補(bǔ)90Bode

7、圖：從低頻段開(kāi)始順次畫(huà)折線，轉(zhuǎn)折頻率交接頻率要計(jì)算出來(lái)，每段折線對(duì)應(yīng)不同的方程復(fù)習(xí)綱要（分析計(jì)算5） 唐志國(guó)17通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室已知奈氏曲線和Bode圖求開(kāi)環(huán)傳函奈氏曲線：起始角度可知是否有比例、積分和微分環(huán)節(jié)，終止角度可知是否有一階微分和慣性，中間過(guò)程需要分析，與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)是關(guān)鍵點(diǎn)，能幫助求參數(shù)（虛部為零或相角-180）Bode圖：低頻段可知是否有比例、積分和微分環(huán)節(jié)，后面每多一個(gè)慣性斜率-1，沒(méi)多一個(gè)一階微分斜率+1，順次確定。與橫軸交點(diǎn)滿(mǎn)足L（w）為0，此點(diǎn)重要，計(jì)算也關(guān)鍵；轉(zhuǎn)折頻率點(diǎn)在前后兩條直線上，計(jì)算也常用。復(fù)習(xí)綱要（分析計(jì)算6） 唐志國(guó)18通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室利用奈奎斯特判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定性系統(tǒng)型別開(kāi)環(huán)極點(diǎn)穩(wěn)