2009~2010第一学期《自动控制原理》复习

复习要点复习要点 第一章第一章 控制系统导论控制系统导论 1 1 控制系统方框图 控制系统方框图 2 2 常用的自动控制系统分类方法 常用的自动控制系统分类方法 2 12 1 按信号的传递路径来分按信号的传递路径来分 2 22 2 按系统输入信号的变化规律不同来分按系统输入信号的变化规律不同来分 2 32 3 按系统传输信号的性质来分按系统传输信号的性质来分 2 42 4 按描述系统的数学模型不同来分按描述系统的数学模型不同来分 3 3 对控制系统的基本要求 对控制系统的基本要求 1 1 稳定性 稳定性 2 2 快速性 快速性 3 3 准确性 准确性 4 4 自动控制被控量变化的动态过程 自动控制被控量变化的动态过程 a a 单调过程单调过程 衰减或发散衰减或发散 b b 衰减振荡过程 衰减振荡过程 c c 等幅振荡过程等幅振荡过程 一般视为不稳定一般视为不稳定 d d 发散振荡过程发散振荡过程 不稳定不稳定 第二章第二章 控制系统数学模型控制系统数学模型 1 1 数学模型的基本形式 数学模型的基本形式 1 1 微分方程和差分方程 微分方程和差分方程 2 2 传递函数和脉冲传递函数 传递函数和脉冲传递函数 3 3 方框图和 方框图和 信号流图 信号流图 4 4 响应曲线 响应曲线 5 5 脉冲响应函数 脉冲响应函数 2 2 传递函数的定义 传递函数的阶次 传递函数的定义 传递函数的阶次 零点 极点零点 极点 根轨迹增益 增益的求法 根轨迹增益 增益的求法 3 3 用复阻抗法求电路的传递函数和微分方程 用复阻抗法求电路的传递函数和微分方程 4 4 典型环节及其传递函数和阶跃响应 典型环节及其传递函数和阶跃响应 5 5 控制系统的结构图及简化 控制系统的结构图及简化 6 6 控制系统的传递函数 控制系统的传递函数 1 1 系统的开环传递函数 系统的开环传递函数 2 2 r r t t 作用下系统的闭环传递函数 作用下系统的闭环传递函数 3 3 n n t t 作作 用下系统的闭环传递函数 用下系统的闭环传递函数 4 4 系统的总输出 系统的总输出 5 5 闭环系统的误差传递函 闭环系统的误差传递函 数 数 6 6 闭环系统的特征方程 闭环系统的特征方程 第三章第三章 控制系统的时域分析法控制系统的时域分析法 1 1 典型输入信号 典型输入信号 2 2 动态性能指标 动态性能指标 3 3 一阶系统的瞬态响应 一阶系统的瞬态响应 t t T T c 1T c 1T 0 6320 632 c c t t 2T2T c 2T c 2T 0 865c 0 865c t t 3T3T c 3T c 3T 0 950c 0 950c t t 4T4T c 4T c 4T 0 982c 0 982c 4 4 二阶系统的阶跃响应二阶系统的阶跃响应 1 1 二阶系统的数学模型二阶系统的数学模型 22 2 2 nn n B ss sG 22 2 2 nn n B ss sG 2 2 二阶系统动态特性的两个重 二阶系统动态特性的两个重要参数 阻尼比和无阻尼自然振荡频率要参数 阻尼比和无阻尼自然振荡频率 3 3 不同阻尼比时二阶系统的阶跃响应 不同阻尼比时二阶系统的阶跃响应 4 4 二阶系统的动态性能指标 峰值时间 最大超调量 调节时间 二阶系统的动态性能指标 峰值时间 最大超调量 调节时间 5 5 高阶系统的响应 高阶系统的响应 1 1 闭环 主导极点概念 闭环 主导极点概念 2 2 应用主导极点概念把高阶系统近似为低阶系统 应用主导极点概念把高阶系统近似为低阶系统 6 6 稳态误差 稳态误差 1 1 系统类型 系统类型 2 2 稳态误差系数 稳态误差系数 3 3 稳态误差的计算 稳态误差的计算 4 4 系统对输 系统对输 入信号的有差或无差跟踪特点 入信号的有差或无差跟踪特点 7 7 劳斯稳定性判据 劳斯稳定性判据 1 1 系统稳定的充分必要条件 系统稳定的充分必要条件 2 2 应用劳斯判据分析系统的稳定性 应用劳斯判据分析系统的稳定性 第四章第四章 根轨迹法根轨迹法 1 1 幅值条件和相角条件 它们与根轨迹的关系 幅值条件和相角条件 它们与根轨迹的关系 2 2 绘制根轨迹的基本规则 绘制根轨迹的基本规则 RuleRule 8 8 如果开环极点比开环零点至少多 如果开环极点比开环零点至少多 2 2 个 闭环极点的和为一与个 闭环极点的和为一与 K K 无关无关 的常数 且等于开环极点之和 的常数 且等于开环极点之和 3 3 根轨迹的绘制 根轨迹的绘制 4 4 附加开环零 极点对根轨迹的影响 附加开环零 极点对根轨迹的影响 第五章第五章 线性系统的频域分析线性系统的频域分析 1 1 频率特性的概念 频率特性的概念 幅频特性 对数幅频特性 相频特性 幅频特性 对数幅频特性 相频特性 2 2 典型环节频率特性 极坐标图和伯德图 的绘制 典型环节频率特性 极坐标图和伯德图 的绘制 3 3 系统开环频率特性 极坐标图和伯德图 的绘制 系统开环频率特性 极坐标图和伯德图 的绘制 4 4 奈奎斯特稳定判据及应用 奈奎斯特稳定判据及应用 5 5 控制系统的稳定裕度 相角裕度和幅值裕度 控制系统的稳定裕度 相角裕度和幅值裕度 6 6 闭环频率特性 闭环频率特性 频域响应和时域响应之间的关系 谐振频率及系统带宽与时域性能指标的关频域响应和时域响应之间的关系 谐振频率及系统带宽与时域性能指标的关 系 相角裕度与阻尼比的关系 系 相角裕度与阻尼比的关系 第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 1 1 校正的基本概念 校正的基本概念 2 2 滞后校正装置 超前校正装置 滞后 滞后校正装置 超前校正装置 滞后 超前校正装置的特性 超前校正装置的特性 3 3 PIDPID 控制规律及其串联校正对控制系统性能的影响 控制规律及其串联校正对控制系统性能的影响 第七章第七章 线性离散控制系统线性离散控制系统 1 1 采样过程及其数学描述 采样过程及其数学描述 1 1 理想单位脉冲序列 理想单位脉冲序列 jGj ejGjG n T nTtt 2 2 采样信号 采样信号 e t e t 可以表示为两个函数的乘积 可以表示为两个函数的乘积 3 3 采样过程的拉氏变换 采样过程的拉氏变换 4 4 香农 香农 shannon shannon 采样定理 采样定理 5 5 采样周期大小对系统的动态性能的影响 采样周期大小对系统的动态性能的影响 2 2 信号恢复 信号恢复 零阶保持器及其传递函数 零阶保持器及其传递函数 3 3 Z Z 变换理论变换理论 1 1 Z Z 变换 变换 2 2 Z Z 变换的性质 线性定理 实平移定理 终值定理 变换的性质 线性定理 实平移定理 终值定理 3 3 Z Z 反变换 部分分式法 反变换 部分分式法 4 4 线性常系数差分方程及其求解 迭代法 线性常系数差分方程及其求解 迭代法 Z Z 变换法 变换法 4 4 脉冲传递函数 脉冲传递函数 1 1 定义及求法 定义及求法 2 2 串联环节的脉冲传递函数 串联环节的脉冲传递函数 3 3 闭环离散控制系统的脉冲传递函数或输出的求解 闭环离散控制系统的脉冲传递函数或输出的求解 5 5 离散控制系统分析 离散控制系统分析 1 1 线性离散控制系统稳定的充分必要条件 线性离散控制系统稳定的充分必要条件 2 2 双线性变换法 双线性变换法 6 6 离散控制系统的稳态误差 离散控制系统的稳态误差 第八章第八章 非线性系统理论非线性系统理论 1 1 非线性系统的特点 非线性系统的特点 2 2 描述函数的概念 描述函数的概念 非线性环节输出基波分量与输入正弦量的复数比 非线性环节输出基波分量与输入正弦量的复数比 非线性环节相当于一个对正弦输入信号的幅值及相位进行变换的环节非线性环节相当于一个对正弦输入信号的幅值及相位进行变换的环节 可可 以仿照频率特性的概念建立非线性特性的等效幅相特性以仿照频率特性的