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自动控制原理资料及参与答案一、基础知识自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行 例如：在燃油炉温度的控制系统中，调节炉子温度的如电动机、阀门等就是控制器；燃油炉就是被控对象；而炉子的温度就是被控量；炉子正常工作所设定的温度就是给定量。 大系统理论和智能控制理论，称为第三代控制理论。开环控制系统是指无被控量反馈的系统，即在系统中控制信息的流动未形成闭合回路 闭环控制就是有被控量反馈的控制，即系统的输出信号沿反馈通道又回到系统的输入端，构成闭合通道，也叫做反馈控制自动控制的性能指标：反映系统控制性能优劣的指标，工程上常常从稳定性、快速性、准确性三个方面来评价建立数学模型，可以使用解析法和实验法 对线性定常系统，当输入为零时，输出为零的点为其唯一的平衡点。当系统输入信号为零时，在非零初始条件作用下，如果系统的输出信号随时间的推移而趋于零，即系统能够自行回到平衡点，则称该线性定常系统是稳定的。或者说，如果线性定常系统时间响应中的初始条件分量（零输入响应）趋于零，则系统是稳定的，否则系统是不稳定的。线性系统的稳定性取决于系统的固有特征（结构、参数），与系统的输入信号无关。稳定性是系统的固有特性，是扰动消失后系统自身的恢复能力。u 任何一个系统的输出都可以表达为：其中： M(S)称为输入端算子式； D(S)称为输出端算子式； M0(S)是与系统初态有关的多项式。综合上述分析可得出线性系统稳定的充要条件为：系统的所有特征根具有负实部，或者说所有特征根位于s平面的左半面，即Resi0 梅森公式性能指标有6个： 其中反映系统响应初始段快慢的有3项指标：上升时间、延迟时间、峰值时间； 反映系统过渡过程持续时间的指标：调节时间 反映系统整个响应过程的振荡程度的指标：超调量 体现系统复现信号能力的指标：稳态误差ess用拉氏变换求解系统微分方程或方程组的步骤如下1. 将系统微分方程进行拉氏变换，得到以s为变量的变换方程；2. 解出变换方程，即求出被控量的拉氏变换表达式；3. 将被控量的象函数展开成部分分式表达式；4. 对该部分分式表达式进行拉氏反变换，就得出了微分方程的解，即被控量的时域表达式二、例题精讲已知1.求其拉氏反变换解：将F(s)进行因式分解后得到 接下来是确定两个待定系数，这时有将上式进行拉氏反变换得到2.已知系Xc在t=0时刻的各阶导数均为零。求系统的输出Xc(t)。解：对该系统的微分方程进行拉氏变换得到统微分方程为输出量的拉氏变换表达式为所以使用复域位移定理求出系统的输出为3一阶系统如图，系统加入单位阶跃输入。R(s)C(s)-KH1. 当KH=1时，求调节时间ts；2. 若KH=0.1,则调节时间ts为多少；3. 若要求ts=0.1秒，问KH应为何值解:由图得系统的闭环传递函数为： 1. 当KH=1时，则T=0.1秒，故调节时间为 0.3秒 2. 2. 当KH=0.1时，则T=1秒，故调节时间为 3秒 3. 若要求调节时间ts=0.1秒，有0.1 秒，因为放大倍数 不影响调节时间，所以反馈系数为KH=3已知某单位负反馈系统的开环传函为： 4.设一单位反馈系统开环传递函数为 要求系统 的kv10，相位稳定裕度40，h 10dB。试设计校正装置的参数。1. 根据要求，取k=kv=10，系统的开环传递函数为2. 绘制对数频率特性L()和()曲线，c=2.7rad/s，03. 2=0.1c =0.15rad/s，选取=0.1，1=2 =0.015rad/s4. 过1.5, -13点作+20的斜线得