自動控制原理復(fù)習(xí)提綱(整理版)

《自動控制原理》課程概念性知識復(fù)習(xí)提綱詳細(xì)版第一章：1.自動控制的任務(wù)（背）：是在沒有人直接參與下，利用控制裝置操縱被控對象，使被控量等于給定值。2.自動控制基本方式一.按給定值操縱的開環(huán)控制二.按干擾補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)控制三.按偏差調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制3.性能要求：穩(wěn)快準(zhǔn)第二章：4.微分方程的建立：課后2.55.傳遞函數(shù)定義（背） 線性定常系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)為在零初始條件下，系統(tǒng)（或元件）的輸出變量拉氏變換與輸入變量拉氏變換之比。 這里的零初始條件包含兩方面的意思，一是指輸入作用是在t=0以后才加于系統(tǒng)，因此輸入量及其各階導(dǎo)數(shù)，在t=時的值為零。二是指輸入信號作用于系統(tǒng)之間系統(tǒng)是靜止的，即t＝時，系統(tǒng)的輸出量及其各階導(dǎo)數(shù)為零。這是反映控制系統(tǒng)的實(shí)際工作情況的，因?yàn)槭剑?-38）表示的是平衡工作點(diǎn)附近的增量方程，許多情況下傳遞函數(shù)是能完全反映系統(tǒng)的動態(tài)性能的。6.結(jié)構(gòu)圖化簡：課后2.14（結(jié)構(gòu)圖化簡一道大題，梅森公式化簡一道大題）復(fù)習(xí)要點(diǎn)7.幾種傳遞函數(shù)（要求：懂得原理）一.輸入信號r(t)作用下的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)二.干擾信號n(t)作用下的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)三.閉環(huán)系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)8.階躍響應(yīng)，脈沖響應(yīng)，傳遞函數(shù)之間的關(guān)系階躍響應(yīng)：H(s)=單位斜坡響應(yīng)：（s）=單位脈沖響應(yīng)：K(s)=(s)綜合可得K(s)=sH(s)H(s)=s 第三章：9.階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)有哪些，各個性能指標(biāo)的意義是什么。行列式：，，，2.林納德-奇帕特判據(jù)條件：1.系統(tǒng)特征方程的各項(xiàng)系數(shù)大于零，即>02.奇數(shù)階或偶數(shù)階的赫爾維茨行列式大于零，即>0，或>03.勞斯判據(jù)第一列所有元素符號相同（但不為零）特殊情況：1.某行的第一列為零，而其余各項(xiàng)不為零，或不全為零：用（s+a）乘以原特征方程，其中a可為任意正數(shù)。在對新的特征方程應(yīng)用勞斯判據(jù)2.某行出現(xiàn)全零行：用全零行的上一行的系數(shù)構(gòu)造一個輔助方程，對其求導(dǎo)，用所得方程的系數(shù)代替全零行。輔助方程的次數(shù)通常為偶數(shù)，它表明數(shù)值相同，符號相反的根數(shù)。16.誤差兩種定義，什么是穩(wěn)態(tài)誤差。（背）1）期望值-實(shí)際值2）期望值-反饋量定義：穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)誤差的終值稱為穩(wěn)態(tài)誤差，當(dāng)時間t趨于無窮時，e(t)的極限存在，則穩(wěn)態(tài)誤差為17.穩(wěn)態(tài)誤差的計算：靜態(tài)誤差系數(shù)法課后3.19第四章：18.根軌跡方程（背）系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中某個參數(shù)（如開環(huán)增益K）從零變到無窮時，閉環(huán)特征根在s平面上移動的軌跡。19.閉環(huán)零極點(diǎn)與開環(huán)零極點(diǎn)關(guān)系（背）=1\*GB3①閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡增益等于系統(tǒng)前向通道的根軌跡增益，對于H（s）=1的單位反饋系統(tǒng)，閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡增益就等于開環(huán)系統(tǒng)根軌跡增益。=2\*GB3②閉環(huán)系統(tǒng)的零點(diǎn)由前向通道的零點(diǎn)和反饋通道的極點(diǎn)組成，對于H(s)＝1的單位反饋系統(tǒng)，閉環(huán)系統(tǒng)的零點(diǎn)就是開環(huán)系統(tǒng)的零點(diǎn)。=3\*GB3③閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)與開環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)、零點(diǎn)以及開環(huán)根軌跡增益有關(guān)。20.根軌跡的繪制：并利用繪制的根軌跡進(jìn)行系統(tǒng)分析課后4.3，4.5簡述閉環(huán)零、極點(diǎn)分布與階躍相應(yīng)的關(guān)系。P155（背）=1\*GB3①要求系統(tǒng)穩(wěn)定，則必須使所有的閉環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半部。=2\*GB3②要求系統(tǒng)的快速性好，應(yīng)使階躍響應(yīng)式中每個分量衰減得快，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離虛軸。要求系統(tǒng)平穩(wěn)性好，則復(fù)數(shù)極點(diǎn)最好設(shè)置在s平面中與負(fù)實(shí)軸成夾角線附近。=3\*GB3③要求動態(tài)過程盡快消失，要求系數(shù)要小，因?yàn)樾?，對?yīng)的暫態(tài)分量小。從而看出，閉環(huán)極點(diǎn)之間的間距要大；零點(diǎn)應(yīng)靠近極點(diǎn)。21.什么是主導(dǎo)極點(diǎn)，什么是偶極子p155（背）主導(dǎo)極點(diǎn)：離虛軸最近且附近沒有閉環(huán)零點(diǎn)的一些閉環(huán)極點(diǎn)（復(fù)數(shù)極點(diǎn)或?qū)崝?shù)極點(diǎn)）對系統(tǒng)的動態(tài)過程性能影響最大，起著主要的決定的作用的。偶極子：將一對靠得很近的閉環(huán)零、極點(diǎn)稱為偶極子22.什么是最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)p162（背）最小相位系統(tǒng)：系統(tǒng)的所有開環(huán)極點(diǎn)和零點(diǎn)都位于s平面的左半部非最小相位系統(tǒng)：s平面的右半部具有開環(huán)極點(diǎn)或零點(diǎn)的系統(tǒng)第五章：23.頻率特性的定義：（背）線性定常系統(tǒng)，在正弦信號作用下，輸出的穩(wěn)態(tài)分量與輸入的復(fù)數(shù)比。稱為系統(tǒng)的頻率特性（即為幅相頻率特性，簡稱幅相特性）。24.奈氏曲線奈奎斯特圖是對于一個連續(xù)時間的線性非時變系統(tǒng)，將其頻率響應(yīng)的增益及相位以極座標(biāo)的方式繪出，常在控制系統(tǒng)或信號處理中使用，可以用來判斷一個有回授的系統(tǒng)是否穩(wěn)定。奈奎斯特圖上每一點(diǎn)都是對應(yīng)一特定頻率下的頻率響應(yīng)，該點(diǎn)相對于原點(diǎn)的角度表示相位，而和原點(diǎn)之間的距離表示增益，因此奈奎斯特圖將振幅及相位的波德圖綜合在一張圖中。如右圖25.伯德圖（寫傳遞函數(shù)）如下圖26.穩(wěn)定判據(jù)2個1.奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)2.對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)27.裕度指標(biāo)計算相角裕度：在曲線上模值等于1的矢量與負(fù)實(shí)軸的夾角。在對數(shù)頻率特性曲線上，相當(dāng)于處的相頻與的差角。＝+模穩(wěn)定裕度h：是曲線與負(fù)實(shí)軸相交點(diǎn)處的模值的倒數(shù)。（僅對<1的情況）在對數(shù)曲線上，相當(dāng)于為時，對應(yīng)的對數(shù)