自動控制原理復習提綱(整理版).doc_第1頁
自動控制原理復習提綱(整理版).doc_第2頁
自動控制原理復習提綱(整理版).doc_第3頁
自動控制原理復習提綱(整理版).doc_第4頁
自動控制原理復習提綱(整理版).doc_第5頁
已閱讀5頁,還剩2頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

自動控制原理課程概念性知識復習提綱詳細版第一章:1.自動控制的任務(背):是在沒有人直接參與下,利用控制裝置操縱被控對象,使被控量等于給定值。2.自動控制基本方式一.按給定值操縱的開環(huán)控制 二.按干擾補償?shù)拈_環(huán)控制 三.按偏差調節(jié)的閉環(huán)控制3.性能要求:穩(wěn)快準第二章:4.微分方程的建立:課后2.55.傳遞函數(shù)定義(背)線性定常系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)為在零初始條件下,系統(tǒng)(或元件)的輸出變量拉氏變換與輸入變量拉氏變換之比。這里的零初始條件包含兩方面的意思,一是指輸入作用是在t=0以后才加于系統(tǒng),因此輸入量及其各階導數(shù),在t=時的值為零。二是指輸入信號作用于系統(tǒng)之間系統(tǒng)是靜止的,即t時,系統(tǒng)的輸出量及其各階導數(shù)為零。這是反映控制系統(tǒng)的實際工作情況的,因為式(2-38)表示的是平衡工作點附近的增量方程,許多情況下傳遞函數(shù)是能完全反映系統(tǒng)的動態(tài)性能的。6.結構圖化簡:課后2.14(結構圖化簡一道大題,梅森公式化簡一道大題) 復習要點7.幾種傳遞函數(shù)(要求:懂得原理)一.輸入信號r(t)作用下的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) 二.干擾信號n(t)作用下的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) 三.閉環(huán)系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)8.階躍響應,脈沖響應,傳遞函數(shù)之間的關系階躍響應:H(s)= 單位斜坡響應:(s)= 單位脈沖響應:K(s)=(s) 綜合可得 K(s)=sH(s) H(s)=s 第三章:9.階躍響應的性能指標有哪些,各個性能指標的意義是什么。 延遲時間:指單位階躍響應曲線h(t)上升到其穩(wěn)態(tài)值的50%所需要的時間上升時間:指單位階躍響應曲線h(t),從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需要的時間(也有指從零上升到穩(wěn)態(tài)值所需要的時間)峰值時間:指單位階躍響應曲線h(t),超過其穩(wěn)態(tài)值而達到第一個峰值所需要的時間。超調量%:指在響應過程中,超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏移量與穩(wěn)態(tài)值之比,即,式中:h()是單位階躍響應的峰值;h()是單位階躍響應的穩(wěn)態(tài)值調節(jié)時間:在單位階躍響應曲線的穩(wěn)態(tài)值附近,取(有時也取作為誤差帶,響應曲線達到并不再超出該誤差帶的最小時間,成為調節(jié)時間(或過渡過程時間)。調節(jié)時間標志著過渡過程結束,系統(tǒng)的響應進入穩(wěn)態(tài)過程。穩(wěn)態(tài)誤差:當時間t趨于無窮時,系統(tǒng)單位階躍響應的實際值(即穩(wěn)態(tài)值)與期望值一般為輸入值1(t)之差,一般定義為穩(wěn)態(tài)誤差。即 延遲時間、上升時間、峰值時間 表征 系統(tǒng)響應初始段的快慢;調節(jié)時間,表示系統(tǒng)過渡過程持續(xù)的時間,是系統(tǒng)快速性的一個指標,超調量反映系統(tǒng)響應過程的平穩(wěn)性,穩(wěn)態(tài)誤差則反映系統(tǒng)復現(xiàn)輸入信號的最終(穩(wěn)態(tài))精度。10.從平穩(wěn)性,快速性和穩(wěn)態(tài)精度三個方面,簡述典型二階欠阻尼系統(tǒng)結構參數(shù),對階躍相應的影響。由于欠阻尼二階系統(tǒng)具有一對實部為負的共軛復特征根,時間響應呈衰減振蕩特性,故又稱為振蕩環(huán)節(jié)。系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的一般形式為由于01,所以一對共軛復根為式中,為特征根實部之模值,具有角頻率量綱。,稱為阻尼振蕩角頻率,且平穩(wěn)性:阻尼比,超調量,響應振蕩傾向越弱,平穩(wěn)性越好。反之,阻尼比,超調量,振蕩越強,平穩(wěn)性越差。當0時,零阻尼響應為,具有頻率為的不衰減(等幅)振蕩。超調量與阻尼比的關系:阻尼比一定,平穩(wěn)性越差。快速性:0.707時,超調量5%,平穩(wěn)性最好。穩(wěn)態(tài)精度:由式3-25可看出,瞬態(tài)分量隨時間t的增長衰減到零,而穩(wěn)態(tài)分量等于1,因此,上述欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應穩(wěn)態(tài)誤差為零。1)上升時間:,2)峰值時間:3)超調量%:4)調節(jié)時間:不僅與阻尼比有關,而且與自然振蕩頻率有關。當0.8時, (取5%誤差帶) (取2%誤差帶) 11.一階系統(tǒng)性能指標:ts單位階躍響應:h(t)=1-()。 一階系統(tǒng)沒有超調量,性能指標主要是調節(jié)時間,表征系統(tǒng)過渡過程的快慢。ts=3T ,對應5%誤差帶 ts4T,對應2%誤差帶12.二階性能指標:欠阻尼時定性分析,幾個性能指標計算公式:課后3.6,3.8 如第10點13.改善二階系統(tǒng)響應的措施。 1.誤差信號的比例-微分控制開環(huán)傳函:閉環(huán)傳函:原理:比例-微分控制抑制了振蕩,使超調減弱,可以改善系統(tǒng)的平穩(wěn)性,另外和決定了開環(huán)增益,微分作用之所以能改善動態(tài)性能,因為它產生一種早期控制(或稱為超前控制),能在實際超調量出來之前,就產生了一個修正作用。2.輸出量的速度反饋控制原理:速度反饋同樣可以加大阻尼,改善動態(tài)性能。由于速度反饋系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)沒有零點,所以其輸出響應的平穩(wěn)性與反饋系數(shù)的關系比較簡單,易于調整,但環(huán)節(jié)s的加入,會使系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)降低,因此在設計速度反饋系統(tǒng)時,一般可適當增大原來系統(tǒng)的開環(huán)增益,以補償速度反饋控制引起的開環(huán)增益損失,同時適當選擇反饋系數(shù),使阻尼比比較合適。14.什么是系統(tǒng)穩(wěn)定性。簡述穩(wěn)定的數(shù)學條件。(背)定義:如果系統(tǒng)受到擾動,偏離了原來的平衡狀態(tài),產生偏差,而當擾動消失之后,系統(tǒng)又能夠逐漸恢復到原來的平衡狀態(tài),則稱系統(tǒng)是穩(wěn)定的,或具有穩(wěn)定性。若擾動消失后,系統(tǒng)不能恢復原來的平衡狀態(tài),甚至偏差越來越大,則稱系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,或不具有穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是當擾動消失以后,系統(tǒng)自身的一種恢復能力,是系統(tǒng)的一種固有特性。這種穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)的結構、參數(shù)而與初始條件及外作用無關。穩(wěn)定的數(shù)學條件:判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定,可以歸結為判別系統(tǒng)特征根實部的符號,所有特征根均具有負實部,即0行列式:,2.林納德-奇帕特判據條件:1.系統(tǒng)特征方程的各項系數(shù)大于零,即0 2.奇數(shù)階或偶數(shù)階的赫爾維茨行列式大于零,即0,或03.勞斯判據 第一列所有元素符號相同(但不為零)特殊情況:1.某行的第一列為零,而其余各項不為零,或不全為零:用(s+a)乘以原特征方程,其中a可為任意正數(shù)。在對新的特征方程應用勞斯判據2.某行出現(xiàn)全零行:用全零行的上一行的系數(shù)構造一個輔助方程,對其求導,用所得方程的系數(shù)代替全零行。輔助方程的次數(shù)通常為偶數(shù),它表明數(shù)值相同,符號相反的根數(shù)。16.誤差兩種定義,什么是穩(wěn)態(tài)誤差。(背) 1)期望值-實際值2)期望值-反饋量定義:穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)誤差的終值稱為穩(wěn)態(tài)誤差,當時間t趨于無窮時,e(t)的極限存在,則穩(wěn)態(tài)誤差為17.穩(wěn)態(tài)誤差的計算:靜態(tài)誤差系數(shù)法 課后3.19第四章:18.根軌跡方程(背)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中某個參數(shù)(如開環(huán)增益K)從零變到無窮時,閉環(huán)特征根在s平面上移動的軌跡。19.閉環(huán)零極點與開環(huán)零極點關系(背)閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡增益等于系統(tǒng)前向通道的根軌跡增益,對于H(s)=1的單位反饋系統(tǒng),閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡增益就等于開環(huán)系統(tǒng)根軌跡增益。閉環(huán)系統(tǒng)的零點由前向通道的零點和反饋通道的極點組成,對于H(s)1的單位反饋系統(tǒng),閉環(huán)系統(tǒng)的零點就是開環(huán)系統(tǒng)的零點。閉環(huán)系統(tǒng)的極點與開環(huán)系統(tǒng)的極點、零點以及開環(huán)根軌跡增益有關。20.根軌跡的繪制:并利用繪制的根軌跡進行系統(tǒng)分析 課后4.3,4.5簡述閉環(huán)零、極點分布與階躍相應的關系。P155(背)要求系統(tǒng)穩(wěn)定,則必須使所有的閉環(huán)極點均位于s平面的左半部。要求系統(tǒng)的快速性好,應使階躍響應式中每個分量衰減得快,則閉環(huán)極點應遠離虛軸。要求系統(tǒng)平穩(wěn)性好,則復數(shù)極點最好設置在s平面中與負實軸成夾角線附近。要求動態(tài)過程盡快消失,要求系數(shù)要小,因為小,對應的暫態(tài)分量小。從而看出,閉環(huán)極點之間的間距要大;零點應靠近極點。21.什么是主導極點,什么是偶極子 p155(背)主導極點:離虛軸最近且附近沒有閉環(huán)零點的一些閉環(huán)極點(復數(shù)極點或實數(shù)極點)對系統(tǒng)的動態(tài)過程性能影響最大,起著主要的決定的作用的。偶極子:將一對靠得很近的閉環(huán)零、極點稱為偶極子22.什么是最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng) p162(背)最小相位系統(tǒng):系統(tǒng)的所有開環(huán)極點和零點都位于s平面的左半部非最小相位系統(tǒng):s平面的右半部具有開環(huán)極點或零點的系統(tǒng)第五章:23.頻率特性的定義:(背)線性定常系統(tǒng),在正弦信號作用下,輸出的穩(wěn)態(tài)分量與輸入的復數(shù)比。稱為系統(tǒng)的頻率特性(即為幅相頻率特性,簡稱幅相特性)。24.奈氏曲線奈奎斯特圖是對于一個連續(xù)時間的線性非時變系統(tǒng),將其頻率響應的增益及相位以極座標的方式繪出,常在控制系統(tǒng)或信號處理中使用,可以用來判斷一個有回授的系統(tǒng)是否穩(wěn)定。奈奎斯特圖上每一點都是對應一特定頻率下的頻率響應,該點相對于原點的角度表示相位,而和原點之間的距離表示增益,因此奈奎斯特圖將振幅及相位的波德圖綜合在一張圖中。如右圖25.伯德圖(寫傳遞函數(shù))如下圖26.穩(wěn)定判據 2個1. 奈奎斯特穩(wěn)定判據2.對數(shù)頻率穩(wěn)定判據27.裕度指標計算相角裕度:在曲線上模值等于1的矢量與負實軸的夾角。在

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論