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某反馈控制系统结构图如图 2 所示 1 写出系统的闭环传递函数 2 用 Routh 劳斯 判据确定使系统稳定的 K 的取值范围 1 解 反馈 反馈 把输出量送回到系统的输入端并与输入信号比较的过程 若反馈信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小 则称为负反馈 反之 则 称为正反馈称为正反馈 显然 负反馈控制是一个利用偏差进行控制并最后消除偏差的过 程 又称偏差控制 又称偏差控制 线性系统是线性系统是指构成系统的所有元件都是线性元件的系统 其动态性能可用线性 微分方程描述 系统满足叠加原理 非线性系统是非线性系统是指构成系统的元件中含有非线性元件的系统 其只能用非线性微 分方程描述 不满足叠加原理 连续系统是连续系统是指系统内各处的信号都是以连续的模拟量传递的系统 离散系统 离散系统 如果系统内某处或数处信号是以脉冲序列或数码形式传递的系统 恒值系统 恒值系统 是指参考输入量保持常值的系统 伺服控制系统 随动系统 伺服控制系统 随动系统 是指参考输入量随时间任意 未知 变化的系统 程序控制系统 程序控制系统 是指控制系统的被控量由预先编好的程序进行控制的系统 定常系统 定常系统 是指系统内参数在工作中都不随时间变化的系统 传递函数传递函数表示系统传递输入信号的能力 反映系统本身的动态特性 它只与系 统的结构和参数有关 与输入信号和初始条件无关 传递函数的定义只适用于线性定常系统 传递函数的定义只适用于线性定常系统 惯性环节的输出量不能立即跟随输入量的变化 存在时间上延迟 时间常数愈惯性环节的输出量不能立即跟随输入量的变化 存在时间上延迟 时间常数愈 大惯性愈大 延迟时间也愈长 时间常数大惯性愈大 延迟时间也愈长 时间常数 T T 表征了该环节的惯性 表征了该环节的惯性 控制系统的结构图是控制系统的结构图是描述系统各组成元部件之间信号传递关系的数学图形 开通路 开通路 与任一节点相交不多于一次的通路称为开通路 闭通路 闭通路 如果通路的终点就是通路的起点 并且与任何其他节点相交不多于一 次的称为闭通路或称为回环 回路增益 回路增益 回路中各支路传输的乘积称为回环增益 或传输 前向通路 前向通路 是指从源头开始并终止于汇点且与其他节点相交不多于一次的通路 该通路的各传输乘积 称为前向通路增益 不接触回路 不接触回路 如果一信号流图有多个回路 各回路之间没有任何公共节点 就 称为不接触回路 反之称为接触回路 时域分析 时域分析 指控制系统在一定的输入下 根据输出量的时域表达式 分析系统 的稳定性 瞬态和稳态性能 动态过程 过渡过程 暂态过程 在动态过程 过渡过程 暂态过程 在典型输入信号作用下 系统从初态到终 态的响应过程 动态响应过程有三种情况 动态响应过程有三种情况 衰减型 发散型 等幅振荡型 控制系统的时间响应 控制系统的时间响应 由动态过程和稳态过程两部分组成 系统对某种输入信号导数的响应 等于对该输入信号响应的导数 反之 系统系统对某种输入信号导数的响应 等于对该输入信号响应的导数 反之 系统 对某种输入信号积分的响应 等于系统对该输入信号响应的积分对某种输入信号积分的响应 等于系统对该输入信号响应的积分 极点的位置距原点越远 则相应分量的系数越小 该分量对系统过渡过程的影极点的位置距原点越远 则相应分量的系数越小 该分量对系统过渡过程的影 响就越小 响就越小 如果某极点与零点很靠近 则相应分量的系数也很小 这对零极点对系统过度如果某极点与零点很靠近 则相应分量的系数也很小 这对零极点对系统过度 过程的影响也将很小 过程的影响也将很小 频率特性法可以频率特性法可以 1 根据系统的开环传递函数采用解析的方法得到系统的频率 特性 2 2 反映系统的稳态性能 3 3 用来研究系统的稳定性和动态性能 幅频特性幅频特性 它反映系统在不同频率正弦信号作用下 输出稳态幅值与输入信号 幅值的比值 即系统的放大 或衰减 特性 相频特性相频特性 它反映系统在不同频率正弦信号的作用下 输出信号相对输入信号 它反映系统在不同频率正弦信号的作用下 输出信号相对输入信号 的的相移相移 获取系统频率特性的途径有两个获取系统频率特性的途径有两个 一 解析法一 解析法 二 实验法二 实验法 系统设计方法 系统设计方法 1 1 时域设计方法