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文档简介

自动控制原理

AutomaticControlSystems第一章自动控制概论1.1自动控制系统的组成、分类和发展开环系统控制器被控对象控制量被控量给定值r(t)u(t)y(t)

k

udn~ug例:直流电动机调速系统优点:简单缺点:对扰动没有抑制能力1.1自动控制系统的组成、分类和发展反映了控制量与被控制量相互间的矛盾,动静性能得到提高。闭环系统:负反馈:构成按偏差调节的闭环系统控制器被控对象控制量被控量给定值r(t)u(t)y(t)测量元件偏差e(t)+-ugkudn~ub按偏差调节:n↑→ub↑→(ug-ub)↓→ud↓→n↓

例:直流电动机调速系统1.1自动控制系统的组成、分类和发展控制量:ud=K(ug-ub)偏差信号:ug-ub1.1自动控制系统的组成、分类和发展1经典控制理论40~50年代形成SISO系统基于:二战军工技术目标:反馈控制系统的镇定基本方法:传递函数,频率法,PID调节器(频域)2现代控制理论60~70年代形成MIMO系统基于:冷战时期空间技术,计算机技术目标:最优控制基本方法:状态方程(时域)控制理论的发展:(工业控制理论)3智能控制技术90年代开始发展专家系统模糊控制神经网络4正在发展的各个领域自适应控制大系统理论H∞鲁棒控制非线性控制(微分几何,混沌,变结构)1.1自动控制系统的组成、分类和发展1.2“自控原理”课程的特点和要求

学习系统的分析方法

·了解现代控制理论的基本观点状态空间方法最优控制方法·了解控制系统仿真软件的应用(Matlab)系统稳定性·经典控制论分析系统的方法:系统的动态和稳态性能用传递函数分析

用频率特性图分析

第二章数学模型及系统求解

2.2传递函数与系统结构图线性系统————满足叠加原理物理系统u(t)y(t)激励响应(1)独立性:线性系统内各个激励产生的响应互不影响u1(t)+u2(t)y1(t)+y2(t)u1(t)y1(t)u2(t)y2(t)(2)均匀性:保持比例因子

cu(t)cy(t)非线性系统设单输入单输出线性定常系统:

u(t)输入量y(t)输出量在零初始条件下:拉氏变换:传递函数:n个m个n≥mG(s)U(s)Y(s)方框图输入输出模式参数模型

Y(s)=G(s)·U(s)2.2传递函数与系统结构图urK1udnmubeimL+-+-例:枢控直流电动机调速系统输入量

ur

输出量ω(n)建立数学模型:由局部(元件)→系统ud为输入量,ω为输出量,i、m中间变量1,放大器ud=K1(ur-ub)=K1ue2,直流电动机e=Keω

m=Kmi消去中间变量得:2.2传递函数与系统结构图2.2传递函数与系统结构图令:电磁时间常数机电时间常数为两输入系统,有叠加原理,设mL

=0(空载):2.2传递函数与系统结构图

K1+-UdUbUe

K2ΩUbUdΩ3,测速电机ub=K2ω

传递函数结构图:子方框图系统结构图既保留子系统的原貌,又反映系统的结构2.2传递函数与系统结构图传递函数结构图的组成:信号线(变量),函数方框图,

综合点,分支点K1+-UbUeUdΩK

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