自動控制原理知識點總結第一章

1、自動控制：是指在無人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱受控對象，是被控量等于給定值或按給定信號的變化規律去變化的過程。

2、被控制量：在控制系統中．按規定的任務需要加以控制的物理量。3、控制量：作為被控制量的控制指令而加給系統的輸入星．也稱控制輸入。4、擾動量：干擾或破壞系統按預定規律運行的輸入量，也稱擾動輸入或干擾掐入。5、反饋：通過測量變換裝置將系統或元件的輸出量反送到輸入端，與輸入信號相比較。反送到輸入端的信號稱為反饋信號。6、負反饋：反饋信號與輸人信號相減，其差為偏差信號。7、負反饋控制原理：檢測偏差用以消除偏差。將系統的輸出信號引回插入端，與輸入信號相減，形成偏差信號。然后根據偏差信號產生相應的控制作用，力圖消除或減少偏差的過程。8、自動控制系統的兩種常用控制方式是開環控制和閉環控制

。9、開環控制：控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系

特點：開環控制實施起來簡單，但抗擾動能力較差，控制精度也不高。

10、閉環控制：控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯系，既有被控量對被控過程的影響。

主要特點：抗擾動能力強，控制精度高，但存在能否正常工作，即穩定與否的問題。控制系統的性能指標主要表現在：、穩定性：系統的工作基礎。

、快速性：動態過程時間要短，振蕩要輕。（3）、準確性：穩態精度要高，誤差要小。

12、實現自動控制的主要原則有：主反饋原則、補償原則、復合控制原則。

第二章

1、控制系統的數學模型有：

微分方程、傳遞函數、動態結構圖、頻率特性。

2、傳遞函數：在零初始條件下，線性定常系統輸出量的拉普拉斯變換域系統輸入量的拉普拉斯變換之比

3、求傳遞函數通常有兩種方法：對系統的微分方程取拉氏變換，或化簡系統的動態方框圖。對于由電阻、電感、電容元件組成的電氣網絡，一般采用運算阻抗的方法求傳遞函數。4、結構圖的變換與化簡化簡方框圖是求傳遞函數的常用方法。對方框圖進行變換和化簡時要遵循等效原則：對任一環節進行變換時，變換前后該環節的輸人量、輸出量及其相互關系應保持不變。化簡方框圖的主要方法就是將串聯環節、并聯環節和基本反饋環節用一個等效環節代替。化簡方框圖的關鍵是解除交叉結構，即移動分支點或相加點，使被簡化的環節中不存在與外部直接相連的分支點和相加點。5、利用梅森(Mason)公式求傳遞函數。6、七個典型環節的傳遞函數典型環節傳遞函數特點比例環節輸出不失真、不延遲、成比例地復現輸入信號的變化，即信號的傳遞沒有慣性慣性環節其輸出量不能瞬時完成與輸入量完全一致的變化積分環節輸出量與輸入量對時間的積分成正比。若輸入突變，輸出值要等時間T之后才等于輸入值，故有滯后作用。輸出積累一段時間后，即使輸入為零，輸出也將保持原值不變，即具有記憶功能。只有當輸入反向時，輸出才反向積分而下降。常用積分環節來改善系統的穩態性能微分環節輸出與輸入信號對時間的微分成正比，即輸出反映輸入信號的變化率，而不反映輸入量本身的大小。因此，可由微分環節的輸出來反映輸入信號的變化趨勢，加快系統控制作用的實現。常用微分環節來改善系統的動態性能振蕩環節若輸入為一階躍信號，則動態響應應具有振蕩的形式時滯環節輸出波形與輸入波形相同，但延遲了時間。時滯環節的存在對系統的穩定性不利7、系統的開環傳遞函數、閉環傳遞函數、誤差傳遞函數系統的反饋量B（s）與誤差信號E（s）的比值，稱為閉環系統的開環傳遞函數。系統的閉環傳遞函數分為給定信號R（s）作用下的閉環傳遞函數和擾動信號D（s）作用下的閉環傳遞函數系統的開環傳遞函數系統的閉環傳遞函數給定信號R（s）作用，設D（s）=0擾動信號D（s）作用，設R（s）=0系統的誤差傳遞函數給定信號R（s）作用，設D（s）=0擾動信號D（s）作用，設R（s）=0第三章

1、上升時間：指系統響應從零開始，第一次上升到穩態值所需的時間。2、峰值時間：指系統響應從零開始，第一次到達峰值所需的時間。3、超調量(平穩性)：指系統響應超出穩態值的最大偏離量占穩態值的百分比。4、調節時間（快速性）：指系統響應應從零開始，達到并保持在穩態值的5%（或2%）誤差范圍內，即響應進入并保持在5%（或2%）誤差帶之內所需的時間。5、穩態誤差：穩態誤差指系統期望值與實際輸出的最終穩態值之間的差值。這是一個穩態性能指標。6、一階系統的單位階躍響應：

從輸入信號看，單位斜坡信號的導數為單位階躍信號，而單位階躍信號的導數為單位脈沖信號。相應的

，從輸出信號來看，單位斜坡響應的導數為單位階躍響應，而單位階躍響應的導數是單位脈沖響應。由此得出

線性定常系統的一個重要性質;某輸入信號的輸出響應，就等于該輸出響應的導數；同理，某輸入信號積分的輸出響應，就等于該輸入信號輸出響應的積分。

7、二階系統：阻尼比，值越大，系統的平穩性越好，超調越小；值越小，系統響應振蕩越強，振蕩頻率越高。當為0時，系統輸出為等幅振蕩，不能正常工作，屬不穩定。8、上升時間： 由此式可得 其中9、峰值時間：根據的定義，可采用求極值的方法來求取它，得 10、超調量： 11、調節時間： 5%誤差帶 2%誤差帶 當大于上述值時，可采用近似公式計算：12、穩態誤差： 13、在系統穩定的前提下，主要分析系統的動態性能和穩態性能。動態性能包括平穩性和快速性，穩態性能是指準確性。14、平穩性：主要有決定，平穩性越好。當=0時，系統等幅振蕩，不能穩定工作。一定時，，系統平穩性變差。15、快速性：當ωn一定時，若較小，則，而當>0.7之后又有。即太大或太小，快速性均變差。16、準確性：的增加和的減小雖然對于系統的平穩性有利，但將使得系統跟蹤斜坡信號的穩態誤差增加17、系統穩定的充要條件：系統的所有特征根的實部小于零，其特征方程的根部都在S左半平面18、勞斯判據：若特征方程式的各項系數都大于零（必要條件），且勞斯表中第一列元素均為正值，則所有的特征根均位于s左半平面，相應的系統是穩定的；否則系統不穩定，且第一列元素符號改變的次數等于該特征方程的正實部根的個數。19、系統的開環傳遞函數一般表達式為：K為系統的開環增益，即開環傳遞函數中各因式的常數項為1時的總比例系數；、為時間常數；v為積分環節的個數，由它表征系統的類型，或稱其為系統的無差度。20、系統的穩態誤差可表示為 21、給定信號作用下系統穩態誤差系統型號階躍信號輸入速度信號輸入加速度信號輸入穩態誤差靜態位置誤差系數靜態速度誤差系數靜態加速度誤差系數0∞∞Ⅰ0∞Ⅱ0022、穩態誤差是衡量系統控制精度的性能指標。穩態誤差可分為，由給定信號引