自動(dòng)控制原理知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)資料整理

自動(dòng)控制原理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第一章

1、自動(dòng)控制：是指在無人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱受控對象，是被控量等于給定值或按給定信號的變化規(guī)律去變化的過程。

2、被控制量：在控制系統(tǒng)中．按規(guī)定的任務(wù)需要加以控制的物理量。3、控制量：作為被控制量的控制指令而加給系統(tǒng)的輸入星．也稱控制輸入。4、擾動(dòng)量：干擾或破壞系統(tǒng)按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行的輸入量，也稱擾動(dòng)輸入或干擾掐入。5、反饋：通過測量變換裝置將系統(tǒng)或元件的輸出量反送到輸入端，與輸入信號相比較。反送到輸入端的信號稱為反饋信號。6、負(fù)反饋：反饋信號與輸人信號相減，其差為偏差信號。7、負(fù)反饋控制原理：檢測偏差用以消除偏差。將系統(tǒng)的輸出信號引回插入端，與輸入信號相減，形成偏差信號。然后根據(jù)偏差信號產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用，力圖消除或減少偏差的過程。8、自動(dòng)控制系統(tǒng)的兩種常用控制方式是開環(huán)控制和閉環(huán)控制

。9、開環(huán)控制：控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系

特點(diǎn)：開環(huán)控制實(shí)施起來簡單，但抗擾動(dòng)能力較差，控制精度也不高。

10、閉環(huán)控制：控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯(lián)系，既有被控量對被控過程的影響。

主要特點(diǎn)：抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，控制精度高，但存在能否正常工作，即穩(wěn)定與否的問題?？刂葡到y(tǒng)的性能指標(biāo)主要表現(xiàn)在：、穩(wěn)定性：系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)。

、快速性：動(dòng)態(tài)過程時(shí)間要短，振蕩要輕。（3）、準(zhǔn)確性：穩(wěn)態(tài)精度要高，誤差要小。

12、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的主要原則有：主反饋原則、補(bǔ)償原則、復(fù)合控制原則。

第二章

1、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有：

微分方程、傳遞函數(shù)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖、頻率特性。

2、傳遞函數(shù)：在零初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉普拉斯變換域系統(tǒng)輸入量的拉普拉斯變換之比

3、求傳遞函數(shù)通常有兩種方法：對系統(tǒng)的微分方程取拉氏變換，或化簡系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方框圖。對于由電阻、電感、電容元件組成的電氣網(wǎng)絡(luò)，一般采用運(yùn)算阻抗的方法求傳遞函數(shù)。4、結(jié)構(gòu)圖的變換與化簡化簡方框圖是求傳遞函數(shù)的常用方法。對方框圖進(jìn)行變換和化簡時(shí)要遵循等效原則：對任一環(huán)節(jié)進(jìn)行變換時(shí)，變換前后該環(huán)節(jié)的輸人量、輸出量及其相互關(guān)系應(yīng)保持不變。化簡方框圖的主要方法就是將串聯(lián)環(huán)節(jié)、并聯(lián)環(huán)節(jié)和基本反饋環(huán)節(jié)用一個(gè)等效環(huán)節(jié)代替?；喎娇驁D的關(guān)鍵是解除交叉結(jié)構(gòu)，即移動(dòng)分支點(diǎn)或相加點(diǎn)，使被簡化的環(huán)節(jié)中不存在與外部直接相連的分支點(diǎn)和相加點(diǎn)。5、利用梅森(Mason)公式求傳遞函數(shù)。6、七個(gè)典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)特點(diǎn)比例環(huán)節(jié)輸出不失真、不延遲、成比例地復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化，即信號的傳遞沒有慣性慣性環(huán)節(jié)其輸出量不能瞬時(shí)完成與輸入量完全一致的變化積分環(huán)節(jié)輸出量與輸入量對時(shí)間的積分成正比。若輸入突變，輸出值要等時(shí)間T之后才等于輸入值，故有滯后作用。輸出積累一段時(shí)間后，即使輸入為零，輸出也將保持原值不變，即具有記憶功能。只有當(dāng)輸入反向時(shí)，輸出才反向積分而下降。常用積分環(huán)節(jié)來改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能微分環(huán)節(jié)輸出與輸入信號對時(shí)間的微分成正比，即輸出反映輸入信號的變化率，而不反映輸入量本身的大小。因此，可由微分環(huán)節(jié)的輸出來反映輸入信號的變化趨勢，加快系統(tǒng)控制作用的實(shí)現(xiàn)。常用微分環(huán)節(jié)來改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能振蕩環(huán)節(jié)若輸入為一階躍信號，則動(dòng)態(tài)響應(yīng)應(yīng)具有振蕩的形式時(shí)滯環(huán)節(jié)輸出波形與輸入波形相同，但延遲了時(shí)間。時(shí)滯環(huán)節(jié)的存在對系統(tǒng)的穩(wěn)定性不利7、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、誤差傳遞函數(shù)系統(tǒng)的反饋量B（s）與誤差信號E（s）的比值，稱為閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)分為給定信號R（s）作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)和擾動(dòng)信號D（s）作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)給定信號R（s）作用，設(shè)D（s）=0擾動(dòng)信號D（s）作用，設(shè)R（s）=0系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)給定信號R（s）作用，設(shè)D（s）=0擾動(dòng)信號D（s）作用，設(shè)R（s）=0第三章

1、上升時(shí)間：指系統(tǒng)響應(yīng)從零開始，第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間。2、峰值時(shí)間：指系統(tǒng)響應(yīng)從零開始，第一次到達(dá)峰值所需的時(shí)間。3、超調(diào)量(平穩(wěn)性)：指系統(tǒng)響應(yīng)超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏離量占穩(wěn)態(tài)值的百分比。4、調(diào)節(jié)時(shí)間（快速性）：指系統(tǒng)響應(yīng)應(yīng)從零開始，達(dá)到并保持在穩(wěn)態(tài)值的5%（或2%）誤差范圍內(nèi)，即響應(yīng)進(jìn)入并保持在5%（或2%）誤差帶之內(nèi)所需的時(shí)間。5、穩(wěn)態(tài)誤差：穩(wěn)態(tài)誤差指系統(tǒng)期望值與實(shí)際輸出的最終穩(wěn)態(tài)值之間的差值。這是一個(gè)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。6、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)：

從輸入信號看，單位斜坡信號的導(dǎo)數(shù)為單位階躍信號，而單位階躍信號的導(dǎo)數(shù)為單位脈沖信號。相應(yīng)的

，從輸出信號來看，單位斜坡響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)為單位階躍響應(yīng)，而單位階躍響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)是單位脈沖響應(yīng)。由此得出

線性定常系統(tǒng)的一個(gè)重要性質(zhì);某輸入信號的輸出響應(yīng)，就等于該輸出響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)；同理，某輸入信號積分的輸出響應(yīng)，就等于該輸入信號輸出響應(yīng)的積分。

7、二階系統(tǒng)：阻尼比，值越大，系統(tǒng)的平穩(wěn)性越好，超調(diào)越小；值越小，系統(tǒng)響應(yīng)振蕩越強(qiáng)，振蕩頻率越高。當(dāng)為0時(shí)，系統(tǒng)輸出為等幅振蕩，不能正常工作，屬不穩(wěn)定。8、上升時(shí)間： 由此式可得 其中9、峰值時(shí)間：根據(jù)的定義，可采用求極值的方法來求取它，得 10、超調(diào)量： 11、調(diào)節(jié)時(shí)間： 5%誤差帶 2%誤差帶 當(dāng)大于上述值時(shí)，可采用近似公式計(jì)算：12、穩(wěn)態(tài)誤差： 13、在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，主要分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。動(dòng)態(tài)性能包括平穩(wěn)性和快速性，穩(wěn)態(tài)性能是指準(zhǔn)確性。14、平穩(wěn)性：主要有決定，平穩(wěn)性越好。當(dāng)=0時(shí)，系統(tǒng)等幅振蕩，不能穩(wěn)定工作。一定時(shí)，，系統(tǒng)平穩(wěn)性變差。15、快速性：當(dāng)ωn一定時(shí)，若較小，則，而當(dāng)>0.7之后又有。即太大或太小，快速性均變差。16、準(zhǔn)確性：的增加和的減小雖然對于系統(tǒng)的平穩(wěn)性有利，但將使得系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差增加17、系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件：系統(tǒng)的所有特征根的實(shí)部小于零，其特征方程的根部都在S左半平面18、勞斯判據(jù)：若特征方程式的各項(xiàng)系數(shù)都大于零（必要條件），且勞斯表中第一列元素均為正值，則所有的特征根均位于s左半平面，相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的；否則系統(tǒng)不穩(wěn)定，且第一列元素符號改變的次數(shù)等于該特征方程的正實(shí)部根的個(gè)數(shù)。19、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)一般表達(dá)式為：K為系統(tǒng)的開環(huán)增益，即開環(huán)傳遞函數(shù)中各因式的常數(shù)項(xiàng)為1時(shí)的總比例系數(shù)；、為時(shí)間常數(shù)；v為積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)，由它表征系統(tǒng)的類型，或稱其為系統(tǒng)的無差度。20、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差可表示為 21、給定信號作用下系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差系統(tǒng)型號階躍信號輸入速度信號輸入加速度信號輸入穩(wěn)態(tài)誤差靜態(tài)位置誤差系數(shù)靜態(tài)速度誤差系數(shù)靜態(tài)加速度誤差系數(shù)0∞∞Ⅰ0∞Ⅱ0022、穩(wěn)態(tài)誤差是衡量系統(tǒng)控制精度的性能指標(biāo)。穩(wěn)態(tài)誤差可分為，由給定信號引