(完整)控制工程基礎(chǔ)

(完整)控制工程基礎(chǔ)(完整)控制工程基礎(chǔ)(完整)控制工程基礎(chǔ)控制工程基礎(chǔ)名詞解釋頻率特性:當(dāng)輸入信號(hào)的幅值不變而頻率變化時(shí)，輸入幅值和相位圍著輸入信號(hào)的變化而變化。傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)時(shí)在拉氏變換的基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)本身的參數(shù)描述的線性定常系統(tǒng)輸入量和輸出量的關(guān)系式。伯德圖：對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖，是將幅值對(duì)頻率的關(guān)系和相位對(duì)頻率的關(guān)系分別畫在兩張圖上，用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙繪制，頻率坐標(biāo)按對(duì)數(shù)分度，幅值和相角坐標(biāo)則以線性分度.穩(wěn)態(tài)誤差：系統(tǒng)過渡完成后控制準(zhǔn)確度的一種度量。乃氏圖：頻率響應(yīng)Gjω是輸入頻率ω的復(fù)變函數(shù)，是一種變換,當(dāng)ω從0逐漸增長(zhǎng)到+∞時(shí)，G反饋和反饋信號(hào)：輸出量通過測(cè)量裝置返回系統(tǒng)輸入端,使之與輸入端進(jìn)行比較，并產(chǎn)生偏差（給定信號(hào)與返回的輸出信號(hào)之差）信號(hào)，輸出量的返回過程稱為反饋，返回的全部或部分信號(hào)稱為反饋信號(hào)。瞬態(tài)響應(yīng)：系統(tǒng)在輸入信號(hào)的作用下，其輸出從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的相應(yīng)過程。n階系統(tǒng)：由n階微分方程描述的系統(tǒng)。n型系統(tǒng)：開環(huán)頻率特性Gjω閉環(huán)控制系統(tǒng)誤差：控制系統(tǒng)希望輸出量和實(shí)際輸出量之差。最小相位系統(tǒng)：極點(diǎn)和零點(diǎn)全部位于s左半平面的系統(tǒng)。幅值裕量：當(dāng)ω為相位交界頻率ω-S時(shí)，開環(huán)頻率幅頻特性G相位裕量：當(dāng)ω等于剪切頻率ωc時(shí),相頻特性據(jù)-概論開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)開環(huán)系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，容易維修。缺點(diǎn)是精度低，容易受環(huán)境變化(如電源波動(dòng)，溫度波動(dòng)）的干擾閉環(huán)系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)是精度高，動(dòng)態(tài)性能好，抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格比較貴，對(duì)維修人員要求較高。簡(jiǎn)要說明控制系統(tǒng)相應(yīng)的快速性，穩(wěn)定性,準(zhǔn)確性和其之間的關(guān)系快速性:在系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，當(dāng)系統(tǒng)的輸出量與給定的輸入量之間產(chǎn)生偏差時(shí)消除偏差的快慢程度。穩(wěn)定性：動(dòng)態(tài)過程的振蕩傾向和系統(tǒng)能夠恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力.準(zhǔn)確性:調(diào)整過程結(jié)束后輸出量與輸入量之間的偏差。由于受控對(duì)象的具體情況不同，各種系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)準(zhǔn)快的要求各有側(cè)重。在同一系統(tǒng)中,穩(wěn)準(zhǔn)快有時(shí)是相互制約的，反應(yīng)速度快可能會(huì)有強(qiáng)烈振蕩,改善穩(wěn)定性，控制過程中又可能過于遲緩,精度也可能變差。試說明閉環(huán)控制系統(tǒng)誤差與偏差的區(qū)別與聯(lián)系。誤差：控制系統(tǒng)希望輸出量和實(shí)際的輸出量之差，誤差信號(hào)的穩(wěn)態(tài)分量稱為穩(wěn)態(tài)誤差.偏差：輸入信號(hào)和反饋信號(hào)比較后的信號(hào)，也能反應(yīng)誤差的大小.誤差與偏差的關(guān)系:Es=ε簡(jiǎn)要說明研究頻域響應(yīng)的意義頻域響應(yīng)時(shí)在正弦函數(shù)輸入下，頻率從0到∞時(shí)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。頻域響應(yīng)法是工程上廣泛采用的分析和綜合系統(tǒng)的間接方法，是用開環(huán)頻域特性分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的各種特性,且開環(huán)頻域特性容易繪制或通過實(shí)驗(yàn)獲得，通過系統(tǒng)的頻域特性可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，瞬態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性.時(shí)域響應(yīng)和頻域響應(yīng)的聯(lián)系和區(qū)別頻域響應(yīng)是在正弦函數(shù)輸入下，頻率從0到無(wú)窮的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。時(shí)域響應(yīng)是系統(tǒng)在輸入信號(hào)下，輸出隨時(shí)間的變化過程.時(shí)域響應(yīng)法比較直觀，但不借助計(jì)算機(jī)計(jì)算高階系統(tǒng)比較繁瑣。頻域響應(yīng)法是用開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)的頻率，通過系統(tǒng)特性可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性,瞬態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性?？刂乒こ痰臄?shù)學(xué)模型質(zhì)量—彈簧—阻尼系統(tǒng)質(zhì)量:Fmt彈簧：Fkt=kx阻尼：FDtRC電路電阻：ut=Ri電容：ut=1C電感:ut=L簡(jiǎn)單函數(shù)的拉氏變換單位階躍：L單位脈沖：L指數(shù)函數(shù)：L三角函數(shù):Lsinωt冪函數(shù)：L拉氏變換的性質(zhì)微分定理：L衰減定理：L延時(shí)定理：L初值定理和終值定理：limt→0方塊圖：串聯(lián)相乘，并聯(lián)相加.時(shí)域瞬態(tài)響應(yīng)分析時(shí)域分析性能指標(biāo)上升時(shí)間tr：t峰值時(shí)間tp:t最大超調(diào)量Mp:M調(diào)整時(shí)間ts：t延遲時(shí)間td:T振蕩次數(shù):調(diào)整時(shí)間內(nèi)響應(yīng)曲線振蕩的次數(shù)。N=二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：Xζ為阻尼比，ωn阻尼自振角頻率：ω控制系統(tǒng)的頻率特性頻率特性函數(shù)：G幅頻特性:A相頻特性:φ對(duì)于Gs=kTs+1，GUω=典型環(huán)節(jié)的伯德圖比例環(huán)節(jié)Gjω=k：Lω=20積分環(huán)節(jié)Gjω=1jω：L一階慣性環(huán)節(jié)Gjω=1jωT+1:Lω=-20一階微分環(huán)節(jié)：Gjω=jωτ+1:Lω=20lg二階振蕩環(huán)節(jié)：Gjw=1T2jω控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析勞斯判據(jù)：若勞斯列表里第一項(xiàng)都為正號(hào),系統(tǒng)穩(wěn)定。若有一列系數(shù)均為0，系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。二階系統(tǒng)：各系數(shù)大于0三階系統(tǒng)：各系數(shù)大于0，且a四階系統(tǒng)：各系數(shù)大于0，且a奈奎斯特判據(jù):閉環(huán)傳遞函數(shù)在s的右半平面上沒有極點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)的誤差分析和計(jì)算誤差與偏差的關(guān)系：E