1、2013-自動(dòng)控制原理知識點(diǎn)總結(jié)自動(dòng)控制原理知識點(diǎn)總結(jié)第一章1.什么是自動(dòng)控制？（填空） 控制裝動(dòng)控制:是指在無是直接參等于 定信號的變化規(guī)制系去變化的過程。亠.情定值或扌兩種常用控制方式是什么?“2.自動(dòng)（填空） 開環(huán)控制和閉環(huán)控制 3.開環(huán)開環(huán)控制：用而無反向聯(lián)系、丄、亠亠、 特點(diǎn)：開環(huán)控制實(shí)施起來簡單，但抗擾動(dòng)能力較 差，控制精度也不咼。閉環(huán)控制：控制裝置與受控對象之間，不但有順 向作用，而且還有反向聯(lián)系，既有被控量對被控過主要特點(diǎn)：口抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，曲控制精度咼，但存在 否正常工作，即穩(wěn)定與否的問題。掌握典型閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。開環(huán)控制和閉環(huán) （分析題：對一個(gè)實(shí)際的控制系統(tǒng)，能夠參照下圖

2、畫的影響 能主要特占:控制掌握典型缺點(diǎn)? （其閉環(huán)控制方框圖。）給定偵+反饋星典型閃環(huán)控制系統(tǒng)方框圖4.面？各控制定統(tǒng)勺性填空指標(biāo)判要表現(xiàn)在哪三個(gè)方、厶（3毘準(zhǔn)確性：有輸入給定值與輸入響應(yīng)的終值 之間的差值ess來表征的臺匕21 / 12、, 亠程組 、循的基本物理規(guī)律，分別列寫出相應(yīng)的微分方程， 的右子標(biāo)準(zhǔn)與輸將與有關(guān)（填空或選工逍除中間變量的項(xiàng)寫在等號的左邊i 擇）1-量的拉普拉典換域 其特點(diǎn)。（簡答型環(huán)節(jié)系統(tǒng)遞入量的（必須掌握換之比第二章1.控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有什么？（填空）微分方微分傳程函建立動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖、頻率特性 （2了、微分方始微分- 建立微分方程組、 入量有關(guān)的項(xiàng)消在方程式3傳遞函

3、數(shù)定叉和性質(zhì)？認(rèn)真理解。傳遞函數(shù)：在零初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出。了解一八型環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié)一 WB5TC s KRs Ts 1輸輸不失真、變化遲、信號的傳復(fù) 沒有慣性完全出量不變瞬時(shí)完成與輸入量積分環(huán)F1Ts輸出量若輸入作入。輸積累一段時(shí)間后，即使丿=匸變向時(shí)具輸記才反向積分而下輸入常用積分環(huán)節(jié)來改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，記憶也能。Ts輸入信號對時(shí)冷間的微分成即車輸出反映輸入信號的變化、不反映輸環(huán)節(jié)本輸出大映、 輸入信號的變化常勢微加節(jié)統(tǒng)改正比率此制作用的動(dòng)現(xiàn)。能12 2T2s22 Ts 1應(yīng)具有為蕩階躍信號，則動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)滯環(huán)節(jié)G s c Se s 1sR seS的時(shí)呱不利滯環(huán)節(jié)的存在對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的

4、等效變換與嚴(yán)。三種基本形 間的數(shù)學(xué)關(guān)系，在變換變換保持的輸入量量和輸并量之式，尤其是式 2-61。舉牛審 要掌握結(jié)構(gòu)圖的化簡用法，參考E38習(xí)題運(yùn)9（、a）丄丄e）小"5、間的數(shù)學(xué)關(guān)系，在變換前后保持不反饋連接，綜合點(diǎn)和引出點(diǎn)的移動(dòng)、丄宀6.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)（重點(diǎn)是 給定作用下）、誤差傳遞函數(shù)（重點(diǎn)是給定作用下）： 式 2-63、2-64、2-661 一系統(tǒng)的反饋量一B（S）與誤差信號E（ S）的比值， 下的閉環(huán)傳遞函數(shù)和擾動(dòng)信號 D（S）作用下的閉3用6.系統(tǒng)的P2式 2-63、 2-64、 2-66稱為系環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞分為給定信號R （S）. 4 A t、 a.

5、 4 r r、/ 、r . 卜 亠卜 > b . . > r kfr 2_»t系統(tǒng)的開環(huán)傳 遞函數(shù)Gk S空 G1 sG2 s H s G s H sE s系統(tǒng) 系統(tǒng)給定信 號 R（s）C sG1 s G2 sG sSR s 1 G1 s G2 S H s 1 G s H s傳遞函數(shù)作用，設(shè)G2 sG2 s1 G! s G2 S H s 1 G s H s)=0 擾動(dòng)信 號 D(s) 作用，設(shè)系統(tǒng)遞函E s11er s R s 1 G1 s G2 S H s 1 G s H sR(s)=0 給定信 號 R(s) 作用，設(shè)D (s)=0 擾動(dòng)信 號 D(s) 作用，設(shè)ed

6、sG2 s H s1 G1 s G2 S H sG2 s H s1 G s H s第三章填域性或選標(biāo))。各自的定義，各自tr 一系統(tǒng)響應(yīng)從零開始，第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所(2)、峰值時(shí)間tp時(shí)間指系統(tǒng)響應(yīng)超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏離量占穩(wěn)態(tài)值R(s)=0/、一I tr量了什么性統(tǒng)?的時(shí)(1)、上升時(shí)間t指的時(shí)間tp指系統(tǒng)響應(yīng)從零開始，第一次到達(dá)峰值所需的(3)、超調(diào)量%(平穩(wěn)性)的百分（比）、調(diào)節(jié)時(shí)間ts系統(tǒng)響應(yīng)應(yīng)燈達(dá)到并保持在穩(wěn)態(tài)持在的%5（或或2穩(wěn)態(tài)誤誤差差之圍內(nèi)需即響應(yīng)迸 值之穩(wěn)!差差"Mr”從輸入信號看，單位斜坡穩(wěn)態(tài)'（填空或選擇）i=A AV RA- 口工。相應(yīng)信號從而入位號躍

7、信號位斜為單位脈數(shù)為單位階躍WE噸等要性入信某輸入信某積分。 、3（二階系統(tǒng)函數(shù)、兩個(gè)參數(shù)各自的含義; 阻（填空） 越丫沖值越小，系統(tǒng)響應(yīng)振蕩越強(qiáng)，廉蕩頻率調(diào)高 當(dāng) 為0M,系統(tǒng)輸出為等幅振蕩，不能正常工作， 屬不穩(wěn)定。（為勺平穩(wěn),位振蕩應(yīng)應(yīng)的分類空不同阻尼比時(shí)響應(yīng): 掌握式3-21、無阻尼的大致情況阻尼情10的單位階躍響應(yīng)：3-233-27:參考P51例3-4的欠阻尼情況、P72習(xí)題 3-6；欠阻尼二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)：（°、上升時(shí)間tr Ctr 1卩sintr C trdtr1由此式可得tr2arcta n 其中n*1（2、峰值時(shí)間匚“ 根據(jù)tp的定義，可采用求極值的方法來求取它，

8、 得tpn .12（3）、超調(diào)量 % % e I。%（4）、調(diào)節(jié)時(shí)間ts ts 0.685%誤差帶nts0.762% 誤差帶n當(dāng)大于上述值時(shí)，可采用近似公式計(jì)算1ts 6.451.7n(5)、穩(wěn)態(tài)誤差ess ess -n在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，主要分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和 穩(wěn)態(tài)性能。動(dòng)態(tài)性能包括平穩(wěn)性和快速性， 是指準(zhǔn)確性。（1）、平穩(wěn)性主要有 決定， % 平穩(wěn)性越好。當(dāng) 系統(tǒng)等幅振蕩，不能穩(wěn)定工作。 一定時(shí)， 系統(tǒng)平穩(wěn)性變差。（d ;1（2）、快速性當(dāng)3n - 又有 ts。一般，在控制工程中， 定的.。一定時(shí)， n ts由此分析可知，要想獲得較好的快速性，阻尼比 不 能太大或是太小，而n可盡量選大。

9、穩(wěn)態(tài)性進(jìn)冃匕=0時(shí)，定時(shí)，若較小，則 ts ,而當(dāng)即太大或太小，快速性均變差。是由對超調(diào)量的要求來確ts>0.7 之一般將=0.707稱為最佳阻尼比，此時(shí)系統(tǒng)不僅響 應(yīng)速度快，而且超調(diào)量小。（3）、準(zhǔn)確性的增加和n的減小雖然對于系統(tǒng)的平穩(wěn)性有利， 但將使得系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差增加4.系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件？”丄、系統(tǒng)的所有特征根的實(shí)部小于零，其特征方程 的根部都在S左半平面 才聒勞斯判據(jù)的簡單應(yīng)用：參考P55例3-5、3-6。（分 析題）勞斯穩(wěn)定判據(jù)卄若特征方程式的各項(xiàng)系數(shù)都大于 且勞斯表中第一列元素均為正值，（ 穩(wěn)定，且第一列元素符號改變的次婁 的正，且根差系I, 考P72習(xí)題3-1

10、3。（計(jì) +、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差既與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)， 輸入有關(guān)，設(shè)系統(tǒng)的輸入的一般表達(dá)式為 Rs仝式中N為輸入的階次的有Hi不計(jì)均為正值，則應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定列元素符號改變的次數(shù)等于該特征萬程I心、/sn題統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參也與令系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)一般表達(dá)式為mK i 1G s H s n msvTj1j i式中，K為系統(tǒng)的開環(huán)增益，即開環(huán)傳遞函數(shù)中各因式的常數(shù)項(xiàng)為1時(shí)的總比例系數(shù)；i、Tj為時(shí)間常數(shù)；v為積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)，由它表征系統(tǒng)的類型，或稱其為系統(tǒng)的無差度系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差可表示為SNQsrlim s s 0 K1 Sv系型系統(tǒng)世號階躍信號輸入 R s R0s速度信號輸入R s 篤 s加速度信號輸入 R

11、 s aOs穩(wěn)誤急態(tài)口辛 天Roessr1KpVoessrKvaoessrKa靜態(tài)位置誤差系數(shù)Kp靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv靜態(tài)加速度誤差系數(shù)KaKP嘰Kv smoSv1Ka嘰20Ro1KpOOOOI0_Vo_KvOOn0oaoKa表5-1給定信號作用下系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差essr以穩(wěn)態(tài)誤差是衡量系宀一上4 誤差可分為，由給疋信號引起的述。系誤協(xié)。!態(tài)111111|典型環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)微分慣性一階環(huán)節(jié)增益來確定的。為了提咼精度等級 可增加積分環(huán)節(jié) 樣一來都會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。而米用補(bǔ)償?shù)娜f法，則可保證穩(wěn)定性的前提下減小穩(wěn)態(tài)誤差。第四章1.幅頻特性、相頻特性和頻率特性的概念。 系統(tǒng)的相頻特性：A（_=|

12、G|系統(tǒng)的幅頻特性.一 W 系統(tǒng)的頻率特性（又稱幅相特性）2 七個(gè)典型 其伯德圖的形狀傳遞函數(shù)G（j）ejG(j)o y 11 幅頻特性答題）性（必須掌握）相頻特率dB/dec0。了解特殊點(diǎn)L( ) 20lgkGsTs11G s Ts 1-90-2010,L20dB902010, L 20dBA J.A .1 T 2arcta n Tarcta n T-20和00和20L( ) 20lgA2nS 2 ns nA1I221 2 2I22nn2arctan 2 n 2nGSTs110和 -400,L1位環(huán)節(jié)A .1 "t2arcta n1比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、一 階微分

13、環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)、(時(shí)滯環(huán)節(jié)、)非最小相位環(huán) 節(jié)3.繪制伯德圖的步驟(主要是L( 3 )(1)、將開環(huán)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化一 (2)、找出各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率，且按大小順序在 坐標(biāo)中標(biāo)出來。(3)、過3=1, L( 3)20lgk這點(diǎn)，作斜率為 -20vdB/dec "(4)、線開，、每到某一環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折 就根據(jù)該環(huán)節(jié)的特性改變一次漸進(jìn)線的斜 ，而畫出對數(shù)幅特性的近似曲線。根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)相頻特性的表達(dá)式， 4.根據(jù)伯德圖求傳遞函數(shù)。參考 P110習(xí)題44頻漸對數(shù)幅特性的近似曲線。I ?畫出對數(shù)相頻特性的近似曲線。 (分析題廠P900 Vk .5.奈氏判據(jù)的用法：參考P111習(xí)題4-6。(分析 6.捆位裕量和幅值裕量的概念、意義及工程中對 )=1 0的頻率c稱為穿越頻率，亠頻率曲線上，模值為1處對應(yīng)的0i 題)P94 二者的要求。 或稱剪切頻率，相位裕量 : - . I 亠2 , 矢量與負(fù)實(shí)周之間的夾角，其算式為:(填空或判斷G j H j |截止頻率G j Hi=(c)+180 A c 1 c幅值裕量Kg :開環(huán)頻率特性的相角180時(shí)，在對應(yīng)的頻率g處，開環(huán)頻率特性的幅值2j gHj g|,其算式為：心硏G亠般，Kg值越大，說明系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性越好；反之， 當(dāng)Kg<1時(shí)，對應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。7.開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系中