文档介绍：完整版)自动控制原理知识点汇总
自动控制原理总结
第一章 绪 论
技术术语
被控对象 :是指要务实现自动控制的机器、设施或生产过程。
被控量：表征被控对象工作状态的物理参量 (或状态参量 )，如转速、压力、温度、电压、位移 等。
0
~5~
1 K
00
n
00
CD
K
0
0
I £
m
DO
(K
00
0
0
0
第五章 频域剖析法一频次法
1 Ts
(j
)=(s)
S=j
jj
M ej
系统的频次响应定义为系统对正弦输入信号的稳态响应。
(»
V2T
1/7
2/T
3/r
4/T
5/T
8
1A\/1
0
(»32
0
-arctan
0
-26XT
-45"
-7LS
-7R7
° -90"
只需把传达函数式中的 s以j 3置换，就能够获得频次特征，即
M j
频次特征图示法 :
直角坐标图
奈奎斯特曲线图
（） 伯德图包含对数幅频和对数相频两条曲线。
L ( ) 20 lg M ()
典型环节的频次特征：
比率环节（放大环节）
积分环节
微分环节
惯性环节
—阶微分环节
振荡环节
二阶微分环节
—阶不稳固环节
延缓环节
开环幅相特征曲线的绘制:
系统开环幅相特征的特色
①当频次 s =0时，其开环幅相特征完整取决于比率环节 K和积分环节个数 v。
①0型系统起点为正实轴上一点，1型及I型以上系统起点幅值为无量大 ，相角为-v・90。°
①当频次 s = a时，若n>m(即传达函数中分母阶次大于分子阶次)，各型系统幅相曲线的幅 值等于0，相角为-(n-m) • 90。°
伯德图的绘制：
系统开环对数幅频等于各环节对数幅频之和；系统开环对数相频等于各环节对数相频之和。 正问题：绘制系统的伯德图。
反问题：求传达函数。
绘制对数幅频特征的步骤：
确立出系统开环增益 K，并计算201gK。
确立各相关环节的转折频次，并把相关的转折频次标明在半对数坐标的横轴上。
在半对数坐标上确立 s =l(l/s)且纵坐标等于20lgK dB的点A。过A点做向来线，使其斜 率等于-20 v dB/十倍频程。当v=0, v=1, v时=2，斜率分别是(0，-20，-40)/十倍频程。
从低频段第一个转折频次开始做斜直线， 该直线的斜率等于过 A点直线的斜率加这个环节
的斜率(惯性环节加-20，振荡环节加-40，—阶微分环节加+20 的斜率)，这样过每一个转 折频次都要进行斜率的加减。
高频段最后的斜线的斜率应等于 -20(n-m) dB/十倍频程。
若系统中有振荡环节，当 Z时，需对L( s)进行修正。
绘制对数相频特征的步骤：
在半对数坐标纸上分别绘制出各环节的相频特征曲线。
将各环节的相频特征曲线沿纵坐标方向相加，进而获得系统开环对数相频特征曲线 e (s)o
当 s f 0 时，e( s) f - v・ 90o °
当 s f 8时，e( s) f-(n-m)・90o°
系统开环对数幅频特征曲线与横轴 (0 dB线)交点的频次称为 穿越频次或截止频次 sco
系统开环对数相频特征曲线与 -180。线交点的频次称为 相频截止频次sgo
传达函数中没有右极点、右零点的系统，称为 最小相角系统(最小相位系统) 。
稳固判据及稳固裕度
奈氏判据
对数频次稳固判据
对数频次稳固判据：一个反应控制系统，其闭环特色方程正实部根个数为 乙能够依据开环
传达函数右半s平面极点数P和开环对数幅频特征为正当的全部频次范围内， 对数相频曲线
对-180。线的正负穿越之差N=N+-N -决定
Z=P-2N
Z=0，闭环系统稳固；不然，闭环系统不稳固。
控制系统稳固裕度
1 •相位裕量Y :定义为180 °+开环幅相曲线幅值为1时的相角。Y值越大，其系统的稳固程度 越高，工程上一般要求丫上40 ° (40 ° ~60 ° )。
180
180 o G j c H
2 •幅值裕量h :开环幅相曲线与负实轴交点处的模值
IG(j
g)H(j
)1的倒数。
L h
G j g H j g
0 20 lg G
(dB)
L值越大，其闭环系统稳固程度越高，一般要求
L 2 6 dB(6〜10 dB)。
h
第六章 自动控制系统的设计与校订
在校订装置中，常采纳比率(P)、微分(D)、积分⑴、比率微分(PD)、比率积分(PI)、比率积分 微分(PID)等基本的控制规律。
比率(P)控制
作用：在系统