文档介绍：自动控制原理复****br/>自动控制的一般概念: 是研究自动控制系统组成,进行系统分析设计的一般性理论。
自动控制:在无人直接参与的情况下,利用控制装置,使工作机械、或生产过程(被控对象)的某一个物理量(被控量)按预定的规律(给定量)运行。
控制方式: 1. 开环控制 2. 闭环控制3. 复合控制
控制系统的组成: 1被控对象2控制装置
对控制系统性能的基本要求:1. 稳:(基本要求)要求系统要稳定2. 准:(稳态要求)系统响应达到稳态时,输出跟踪精度要高3. 快:(动态要求)系统阶跃响应的过渡过程
要平稳,快速
控制系统的数学模型
控制系统的数学模型:时域模型—微分方程;复域模型—传递函数
常用数学模型: 时域内微分方程;复域内传递函数;频域内
典型环节的传递函数:(1)比例环节k(2)微分环节s(3)积分环节1/s(4)惯性环节1/(Ts+1)(5)振荡环节
(6)一阶复合微分环节(7)二阶复合微分环节
传递函数的标准形式?
首I(根轨迹增益)
尾I(开环增益)
结构图及其等效变换
(1)串联运算规则: 几个环节串联,总的传递函数等于每个环节的传递函数的乘积。
(2)并联运算规则: 同向环节并联的传递函数等于所有并联的环节传递函数之和。
(3)反馈运算规则:
(4)比较点
比较点后移引出点前移乘系数
比较点前移引出点后移乘倒数
沿箭头方向为后反箭头方向为前
信号流图
信号流图的简化
加法规则:n个同方向并联支路的总传输,等于各个支路传输之和;
(2)乘法规则:n个同方向串联支路的总传输,等于各个支路传输之积;
Mason公式
控制系统的传递函数闭环系统传函、误差传函
线性系统的时域分析与校正
时域性能指标:
稳(基本要求)系统受扰动影响后能回到原来的平衡位置;
准(稳态要求)稳态输出与理想输出间的误差(稳态误差)要小;
快(动态要求) 阶跃响应的过渡过程要平稳,迅速。
线性系统稳定性分析:稳定的充要条件、劳斯判据
稳态误差:典型输入信号下的稳态误差
时域校正:反馈校正和复合校正
根轨迹法
满足相角条件是s点位于根轨迹上的充分必要条件
绘制根轨迹的基本法则
法则1 根轨迹的起点和终点:根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点;如果开环极点个数 n大于开环零点个数m ,则有 n-m 条根轨迹终止于无穷远处。
法则2 根轨迹的分支数,对称性和连续性:根轨迹的分支数=开环极点数;根轨迹连续且对称于实轴。
法则3 实轴上的根轨迹:从实轴上最右端的开环零、极点算起,奇数开环零、极点到偶数开环零、极点之间的区域必是根轨迹。
n-m ≥ 2时,一部分根左移,另一部分根必右移,且移动总量为零。
广义根轨迹:参数根轨迹(构造等效开环传递函数)
零度根轨迹
利用根轨迹分析系统性能
线性系统的频域分析与校正
频率特性:幅频特性、相频特性