自动控制原理复习总结课件.ppt

控制原理综述，内容：1，控制系统的基本概念2，控制系统的数学描述方法(1)微分方程-基本(2)传递函数(3)方框和信号流程图，3，控制系统的三种主要分析方法(1)时域分析方法(2) 建立使用化学定律的机构模型实验方法数学模型(典型信号的输出响应)第一系统，单位冲量响应g(t)系统传递函数系统的频率特性系统传递函数，第二系统(欠阻尼)3360测试单位阶跃响应指数，系统稳定性分析方法， 系统的闭环特性方程求解系统闭环特性方程罗尔斯稳定性基准系统闭环特性方程根轨迹分析方法系统开环传递函数(开环零极点)naikuester稳定性基准系统开环频率特性稳定性分析系统开环频率特性稳定性特性，第一章介绍，基本概念：1，控制系统的配置2，开环控制和闭环控制和反馈控制3 系统分析：静态特性和动态特性2，系统设计：根据要求对性能指标的控制系统基本要求设计：稳定性准确性：减少稳态误差快速：动态响应速度，短调整时间，低超调整时间，自动控制系统的配置，值控制系统：输入是扰动f。 伺服控制系统：输入是给定的r。差异是给定值的形式。E=x-z，第二章控制系统的数学模型，主要内容：1，基本概念2*，描述系统动态模型的几种形式和相互转换(1)微分方程(2)传递函数(3)方框和信号流图3，建立数学模型的步骤和简单对象的数学模型，*。2，动态进程和静态进程：(1)初始状态退出状态(2)静态响应(静态特性)t ，y () =2%。=5% (ts)，线性系统的方程是输入和输出x、y以及每个阶导数的线性形式。3，线性系统和非线性系统：根据描述系统方程的形式。线性系统的特性：可叠加性和均匀性(同质性)。本学期的研究主要是线性常数系统。(1)机理分析：(2)实验识别方法：第二，传递函数，初始条件为0的线性常数系统：输出的拉普拉斯转换与输入的拉普拉斯转换比率。定义：基本性质：微分清理(初始条件0)，积分清理(初始条件0)，位移(延迟)清理，最终值清理，初始值清理，0和极：一般连接的传递函数：(1)，并行链接的总传递函数等于每个链接的传递函数的总和。3，反馈，G(s):正向通道传递函数，H(s):反馈通道传递函数，G(s)H(s):开环传递函数1 G(s)H(s)=0单位反馈系统：负反馈：3，方框图，正反馈：方框图的等效变换规则：1，在没有控制箱的分支中，相同特性的点可以交换，不同特性的点不能交换，3，方框图，注意：(1)相同特性的点，(2)相加，如果杠杆必须越过长方体，则必须进行相应的转换，两个交换定律完全相反。(3)交换后，使用字符串和反馈定律计算。2，添加拓扑后移动，乘以g；向前添加g。3、杠杆后移动，g除外；杠杆向前移动并乘以g。第四，信号流程图、信号流程图是表示系统各种参数关系的图形方式，使用梅森公式可以轻松找到系统的等效传递函数。梅森公式，总增益：示例1系统查找在R，N同时运行时输出y的表达式，如图所示。找到解决方案(1) Y/R，并将n=0设置为。(2)找到Y/N，并将r=0设定为。示例2描述了系统的微分方程组，其初始条件都是0。绘制系统的方块图并解决Y(s)/R(s)。解决方案(1)转换方框图(2)将方框图转换为信号流程图-梅森公式解决方案(3)使用梅森公式相对方框图解决，(1)简化方框图，(2)转换为信号流程图-梅森公式解决方案，3条正向路径：2条2*，标准二次系统的单位阶跃响应，和n，d的物理意义。3、高阶闭环控制极的概念4*、控制系统单元阶跃响应过程的质量指标、ts、TP、n5、控制系统稳态误差6*、laus稳定性标准7、一般PID调节器的控制规律(对调节器的形式和作用进行定性分析)、*焦点、第一阶y()=K(对于标准传递函数)，1，0.632，63.2%，倾斜=1/T，y(T)=1-exp(-) 第三，阶段响应曲线形式的质量指标，1，动态指标，(1)峰值时间TP:转换过程曲线到达第一峰值所需的时间。(2)超大规模，(3)阻尼比n:(4)调整时间ts:2，静态指数，3，用相位响应曲线表示的质量指标，稳态误差或剩余，(1)使用最终值定理，4，父系统的闭环支配极2、与虚拟轴的其他闭环极点的距离比为5倍以上。(2)使用系统类型和稳态偏差系数进行判断。表2给定信号输入中给定的稳态误差ESR，步长输入r(t)=1，坡度输入r(t)=t，抛物线输入r (t)=1/2t2，KP=k，kv=(3)第一列中的系数符号更改为实际部分等于正根数。(4)第一列有0，用代替，继续计算。一对纯粹的虚拟根。利用向上系数寻找。临界稳定。6、现有控制规律、PID、示例3:电动机调速系统的框图。受控对象的结构已知，但参数未知，必须通过实验确定，包括前置放大器增益K1、机电时间常数a和增益K2。将单位阶跃测试信号应用于系统，得到系统阶跃响应曲线。必须分析实验曲线并确定系统模型参数K1、K2和a。解决方案：由图直接获得：系统闭环传递函数：由，标准二次系统比较，结果，最终值定理：示例4系统图。如果系统在的频率下振动，请尝试确定振动时的k值和a值。如问题所示，振动系统有一对共轭虚拟根J2。对应于罗尔斯决定因素的零值行。，系统闭环传递函数：闭环特性方程：laus决定因素：辅助方程：解析联立方程：申请：第4章根轨迹分析方法，主要内容，1，根轨迹的基本概念2，绘制根轨迹3，参数根轨迹4，参数根轨迹4，根据闭环特征方程：使用闭环特征根满足：(1)角度条件，(2)振幅条件，(1)角度条件，(2)角度条件，查找满足相位角度条件的所有s值。确定特定特征值后，使用振幅条件求出相应的k值。其次，绘制根轨迹的基本规则，规则1，根轨迹分支：根轨迹的分支等于开环极数n。规则5，渐近：布线轨迹具有n-m条渐进线。规则4，实际轴的根轨迹：右开环极点零点之和为奇数。规则3，根轨迹的对称：根轨迹在每个分支连续，在实际轴上对称，规则2，根轨迹的起点和终点：每个根轨迹开始于开环极点，结束于零点或无限点。渐近线与实际轴线的交点为：规则6，2，绘制根轨迹的基本规则，根轨迹的分隔点：分隔点是方程式的根。规则7、根轨迹和假想轴的交点：交点及其k值是使用laus准则得出的。规则8，根轨迹的起始角度：开放循环多极px中根轨迹的起始角度为：在开放循环多零zy中，根轨迹的终止角度为：3，参数根轨迹，密钥写入等效系统的开环传递函数。参数项写入分子，其馀的写入分母，参数变量移动到k的位置，按照规则绘制参数根轨迹。4，寻找特殊点的k值和特殊点的座标，寻找特殊点的座标，求出特殊点的k值：相对角度条件。特殊点：虚拟轴、实际轴、振幅条件。求k的稳定范围。范例4，根据规则1、2、3，有四个极，p1=0，p2=-2，p3，4=-1j2，分析：n=4，m=0。根轨迹有四个分支。根轨迹在-2到-0之间，根据规则4，它是-2、P1、P2、P3、P4。在无穷大结束。渐近线和实际轴交点，分别符合p1、p2、p3，4、示例4、规则5、n-m=4，渐近角度：p1=0、p2=-2、p3，4=，范例4，多极p3=-1 J2的起始角度：多极P4:P4=-1-J2的起始角度为90，P1=0，p2=-2，p3，4=-1 J2、寻找分隔角度都是90。第五章频率特性分析方法，主要内容：1，系统频率特性的基本概念2*，频率特性两种图标方法(极坐标、对数坐标)3*，年龄魁北克稳定性标准4*，稳定性毛利5，频率特性分析和设计系统利用，*首先，第一，利用设计系统，输入，振幅比 ，振幅-频率特性。相位差： ，相位频率特性。2，在传递函数中使用j代替s，得到了系统的频率特性G(j)。模式是系统的振幅-频率特性()，相位角度是系统的相位-频率特性。3，最小相位系统和非最小相位系统最小相位系统：0极位于s左半平面；非最小相位系统：右半平面具有0或(和)极，2，一般连结的极座标图形；座标：实际，虚拟，图形：频率性质的实际和虚拟部分，或取得模式和相位角度时，=0，第三，代数坐标，两幅图。坐标：lg。，纵座标：振幅-频率：(db)，相位-频率：相位-角度(度)。振幅频率：找到转折点频率，绘制渐近线。要绘制一般系统的代数坐标，请将：(1)系统频率特性替换为一般链路频率特性的乘积。(2)不首先考虑k值。(3)找出每个典型链路频率特性的转折点频率。(4)确定坐标范围：纵坐标：根据典型链接的幅度-频率、相位-频率特性(低频、高频)确定。由转折点频率确定的水平坐标的索引范围。绘制一般系统对数坐标的步骤：(5)绘制每个一般链接的频率特性的渐近线。第三，对数坐标图，(8)分别绘制每个典型链路的对数相位频率特性图。(6)将所有典型链路的幅频特性曲线相加，得出整个系统的对数幅频坐标。(7)考虑k值，在幅度-频率特性曲线上平移，(9)叠加以获得整个系统的相位-频率特性图。4，年龄类星体稳定性标准，(1)开环频率特性(-1，j0)点仅在开环频率特性未包围的情况下稳定。(2)开环系统不稳定时，当p个开环极位于根的右半平面时，开环频率特性逆时针包围时(-1，j0)，只有点p回才稳定闭环系统。对于开环稳定系统：G(j)H(j)不包围(-1，j0)点，闭环稳定性，闭环极点都在s的左半平面上。(2)G(j)H(j)包围(-1，j0)点，闭环不稳定，s右半平面中有闭环极点。(3)G(j)H(j)通过(-1，j0)点存在闭环临界稳定性，虚拟轴上存在闭环极点。5，控制系统稳定性毛利，相位毛利：振幅毛利(极坐标)，(对数坐标)，稳定性系统，r0，R0，