自动控制原理知识点归纳PPT课件

.1，自动控制原理综述，2，课程评价标准，期末考试是闭包。填写20%，选择20%，30%，计算问题30%，3，目录，第一章自动控制系统的基本控制形式(2个)、基本组件(4个部分)、基本信号(5个)检查方法：填充空白问题、综合性能指标(稳定、准、快)调查方法：填充空白问题，4，目录，第三章线性系统稳定性分析的三种方法特性方程的特性根是s左半平面、laus基准、niquist基准调查方法：空问题方程检查方法：选择，合成问题laus基准调查方法：合成问题，难度3.9性能指标计算(超突和调整时间)审查方法：超突和调整时间，5，目录，第4章P90:拓扑角条件是确定s平面根轨迹的充分必要条件。也就是说，绘制管线轨迹时，使用角度条件确定管线轨迹上的点，使用模式值条件确定管线轨迹上该点的K*值。研究方法：选择题5章5.2典型环节的鸟瞰图。检验方法：填空，选择题5.5稳定性毛利。检验方法：选择题5.6闭环频率特性分析系统性能。调查方法：选择题第6章6.2基本控制法。检验方法：填空，多项式串行，延迟，延迟-高级校正，复合校正。检查方法：选择题，第6，1章，自动控制系统的基本控制形式(2个)、基本组件(4个部分)、基本信号(5个)检查方法：填充空白问题、综合性能指标(稳定、准、快速)调查方法：填充空白问题、快速，7，自动控制系统基本控制形式(2个)，开环控制：在设备和控制目标之间没有反向连接的情况下，仅起连续作用的控制过程。闭环控制：测量输出量，比较输出量，比较输入金额的输出偏差，根据偏差控制系统，并在输出量超出输入量时自动补偿。闭环系统根据负反馈原理进行偏差控制，因此也称为反馈控制或偏差控制。8、开环控制和闭环控制的优缺点比较开环系统中，系统的输出仅由输入控制，控制精度和干扰抑制特性相对差，但开环控制系统反应快，因为没有反馈。闭环控制系统是基于反馈的原理构建的，利用吞吐量和期望值的偏差控制系统可以获得更好的控制性能，但是闭环控制系统由于反馈，通常有调节过程，动态响应比较慢，如果参数设计不合理，系统可能会变得不稳定和振动。大多数重要的自动控制系统采用闭环控制方法。9，表示自动控制系统的配置(4个)、控制对象：智能车、传热过程等控制的设备或过程。测量因素：测量智能系统需要控制的物理量，如果此物理量是非力，则通常需要转换为电量。执行要素：直接作用于控制对象，实现电机、半导体开关等控制目的。控制器：结构或参数易于调整的元素，用于提高系统性能。10，闭环负反馈控制系统方框图(焦点)，11，系统传递的信号(5种)自动控制，给定值：智能系统中预计输出的物理量；受控变量：与给定信号保持一定函数关系的智能系统控制的物理量；测量值：从输出端获取的信号从测量元素反向返回到输入点的信号，也称为反馈信号。偏差：给定值和反馈信号之间的差异；干扰：任何阻止控制器按需控制受控变量的信号。，12，1.4自动控制系统性能指标，控制系统性能评价，作为动态过程的特性测量，自动控制系统性能的工程基本要求可以概括为稳定性(稳定性和稳定性)、准(精度)和速度(快速)。13，第一波振幅为y1，第三波振幅为y3，1)衰减率n和衰减率，14，最大动态偏差a表示系统立即偏离给定值的最大程度。超突西格玛是第一波振幅与最终稳态值y()的比值。2)最大动态偏差A和超尺度，A=ymax-r，15，切换过程结束后控制参数的稳态值y()和设定值之间的剩余偏差称为剩余差或静态差。测量控制系统稳态精度的指标。C=y()-r，3)残差C，16，Ts是从转换过程开始到转换过程结束的时间。如果控制参数和正常状态值之间的偏差进入正常状态值的5%(或2%)范围，则认为切换过程结束。设置为步长信号的响应曲线，y，y1，y3，y ()，TP，Ts，t，17，稳定性衰减率n=43336901 1033001最佳精度差异c最小-最大偏差a小快速切换时间ts短质量指标之间存在连接和矛盾。例如，如果减少太多的最大偏差，转换时间可能会变长。因此，要根据具体的工艺情况确定优先级，优先保证对生产过程有决定性意义的主要质量指标。控制系统的单一质量指标摘要，第18，2章，线性系统数学模型的形式微分方程，传递函数，结构图检查方法：填充空填充传递函数的定义检查方法：填充空问题一般方面的传递函数检查方法：空头RC，RLC电路的传递函数检查方法：合成图系列，并行，反馈的等效转换检查方法：合成问题，19，19，2.1.1线性系统微分方程的建立方法，分析系统和每个组件的工作原理，确定每个物理量之间的关系，确定系统和每个组件的输入和输出。从输入开始，根据每个零部件在操作过程中遵循的物理或化学定律，按照信号传递顺序列出微分方程。对设定的原始方程式执行数学处理，忽略次要元素，从而简化原始方程式。消除中间变量，求出输出量和输入量之间关系的微分方程。标准化微分方程将与输入量相关的项目写在方程式的右侧，与输出量相关的项目写在方程式的左侧，方程式两边的每个派生项目分别按降级排列。1，使用分析方法创建系统微分方程的一般步骤：20，20，2.1.1线性系统微分方程的建立方法，系统输入量和输出量的确定：输入量表示可指定量，输出量表示我们关注的物理或化学定律，即电路基础、电机拖动等之前的过程中介绍的知识。规范化微分方程(常微分方程):补充，21，21，1表示输入效果必须等于t=0才能添加到系统中。因此，输入量和每个阶导数等于t=小时值等于0。2.2传递函数，线性常数系统在输入和输出初始条件均为零的情况下输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换的比率称为该系统的传递函数。1，传递函数的定义，第二，意味着在输入信号作用于系统之前，系统停止了。也就是说，当t=时，系统的输出和每个阶导数都等于0。0初始条件，22，22，传递函数的两种标准格式多项式模型和0极模型，G(s)=，23，23，1。比例环：输出量与输入量成比例扭曲或没有时间延迟的连接称为比例环。一般链接传递函数，2 .积分链接：输出量与输入量成正比的积分称为积分链接。24，24，3。微分链接：输出信号与输入信号和时间的微分成正比。一般链接传递函数(续)，4。惯性链接：t越大，延迟时间越长。25，25，5。一阶微分链接：由比例链接和理想微分链接组成。6 .第二次振动连结：7。时间延迟链接：具有纯粹时间延迟传递关系的链接。也称为延迟链接。，常规链接传递函数(续)，时间常数，26，26，传递函数和电气网络中的计算阻抗，电气网络中的电阻、电容、电感等线性元素的多个阻抗，分别为r、1/Cs、Ls。根据电路的基本规律，直接列出电路输入量和输出量之间的关系，就可以利用代数运算求出电力网络的传递函数。27，例如，r与1/Cs平行，根据平行分压公式，是根据28，28，2.3原理图描述构成控制系统的组件之间信号传递动态关系的图。表示系统的变量之间的运算关系，是控制理论中复杂系统的简便说明方法。用图形表示控制系统，也是控制理论中广泛使用的数学模型。29，29，连接结构的等效变换，可以将两个连接的框组合成一个框，合并框的传递函数等于两个框传递函数的乘积。30，30，可以将两个并行框组合成一个框，组合框的传递函数与两个框传递函数的参数相同。并行结构的等效转换，31，31，反馈结构的等效变换，第32，3章，线性系统稳定性分析的三种方法特性方程的特性根在s的左半平面上，laus基准，niquist基准调查方法：空问题特性方程检查方法：选择，合成标题laus基准调查方法：合成问题，难度3.9性能指标计算(过优和调整时间)调查方法：超优和调整时间，33，表3.1一般输入信号，34，3.1.2动态性能指标，3.1.2动态性能指标，35，3.3二次系统的单位阶跃响应，二次系统为标准形式，-自然频率(或无阻尼振动频率)，-衰减比(相对衰减系数)，图2.1手动电路，36，3.3二次系统的单位阶跃响应，3.3.1二次系统的数学模型，二次系统以标准形式编写，二次系统的特性方程，特性根，即闭环极点，37，3 . 3 . 2 . 2有关第二系统的单位阶跃响应、第二系统单位阶跃响应的数学推导，请参见教材P54 (3-6)，(3-7)。MATLAB软件可以直接获得二次系统单位阶跃响应曲线。38，3.3.3次系统步长响应的性能指标，1.td延迟，在大范围内近似，39，2。上升时间tr，3.3.3第二系统步长响应的性能指标，40，3.3.3第二系统阶跃响应的性能指标，3 .高峰时间TP，41，4。超调，3.3.3二次系统阶跃响应的性能指标，42，5。控制时间ts的计算，表示实际响应和稳态输出之间的误差时，通常用近似公式计算ts，并在0.8中选择误差带。3.3.3第二系统步长响应的性能指标，43、6。振荡数振荡次数是C(t)在调整时间ts内波动的次数。根据此定义，3.3.3第二系统步长响应的性能指标，系统能量度量可以通过计算得到，因此也可以根据性能要求设计系统参数。44，在第二系统的修正PD控制，图3.14PD控制系统，在第二系统性能改进方法中，比例-差分(PD)控制和速度反馈控制是常用方法。45，3.5自动控制系统的代数稳定性标准，自动控制系统正常运行的首要条件必须稳定。反馈控制的严重缺点是容易发生振动，因此确定系统的稳定性，使系统稳定运行是自动控制的基本问题之一。线性系统稳定性的充分条件是闭环系统的极点(特征方程的根)都在s的左半平面上。46，3 . 5 . 3 Strauss标准，Strauss标准是根据系统特征方程式的根和系数的关系设定的。无需分解多项式因子，就可以确定右半平面上的闭环极点数。首先，以以下标准形式构建系统的特征表达式：其中A0是正数(如果原始方程式的第一个系数A0是负数，则方程式的两端可以先乘以-1)。47，特征表达式：laus表，48，laus基准：图征方程式的所有布线均位于s的左半平面所需的条件是laus表格中的第一栏系数均为正数。3 . 5 . 3 laus准则，对于一次和二次系统，特征方程的所有系数同号是系统稳定性的充分必要条件。49，3.6正常状态错误，正常状态条件下输出量的期望值和正常状态值之间的错误称为系统正常状态错误(静态错误)。稳态误差的分析(3-30)由图3.22中获得的误差传递函数(3-32)通过最终值定理得出的稳态误差