自控原理復(fù)習(xí)總結(jié)

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1、自動(dòng)控制原理自控控制是指在沒有人的直接干預(yù)下，利用物理裝置對(duì)生產(chǎn)設(shè)備或工藝過程進(jìn)行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的規(guī)律變化。反饋的輸出量與輸入量相減，稱為負(fù)反饋；反之，則稱為正反饋。自動(dòng)控制原理系統(tǒng)基本組成示意圖o測量元件：測量被控對(duì)象的需要控制的物理量，如果這個(gè)物理量是非電量，一般需要轉(zhuǎn)化為電量。o給定元件：給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量。o比較元件：把測量元件檢測的被控量實(shí)際值與給定元件給出的輸入量進(jìn)行比較，求出它們之間的偏差。o放大元件：將比較元件給出的偏差進(jìn)行放大，用來推動(dòng)執(zhí)行元件去控制被控對(duì)象。o執(zhí)行元件：直接作用于被控對(duì)象，使其被控

2、量發(fā)生變化，達(dá)到預(yù)期的控制目的。o校正元件：也稱補(bǔ)償元件，它是結(jié)構(gòu)或參數(shù)便于調(diào)整的元件。對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求：穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：線性系統(tǒng)，在零初始條件下，輸出信號(hào)的拉普拉斯變換與輸入信號(hào)的拉普拉斯變化之比。典型環(huán)節(jié)：比率環(huán)節(jié)：慣性環(huán)節(jié)：積分環(huán)節(jié)：微分環(huán)節(jié)：一階微分環(huán)節(jié)：振蕩環(huán)節(jié)：延遲環(huán)節(jié)：數(shù)學(xué)模型：微分方程、傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖、信號(hào)流圖、頻率特性等結(jié)構(gòu)圖的等效變換：（例）1G2G3G1H32HH+)(sR)(sC1G1H)(sR)(sC)(1323232HHGGGG++TTT)(sR)(sC13213232321)(1HGGGHHGGGGG++

3、+1G1H)(sR)(sC)(13232321HHGGGGG++無源電氣網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)：P46習(xí)題2.7用梅森公式求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)：P38例2.9第三章：典型輸入信號(hào)：動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：?1．延遲時(shí)間td：響應(yīng)曲線第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的一半所需的時(shí)間，叫延遲時(shí)間。?2．上升時(shí)間tr：響應(yīng)曲線從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需的時(shí)間。對(duì)于有振蕩的系統(tǒng)，也可定義為響應(yīng)從零第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間。?3.峰值時(shí)間tp：響應(yīng)曲線超過其穩(wěn)態(tài)值達(dá)到第一個(gè)峰值所需要的時(shí)間。?4.調(diào)節(jié)時(shí)間ts：指響應(yīng)到達(dá)并保持在穩(wěn)態(tài)值或內(nèi)所需的時(shí)間。?5.超調(diào)量：指響應(yīng)的最大偏離量h(tp)與穩(wěn)態(tài)值的差

4、與穩(wěn)態(tài)值的比，用百分號(hào)來表示，即?6．振蕩次數(shù)m:：是指在調(diào)節(jié)時(shí)間ts內(nèi)，h(t)波動(dòng)的次數(shù)。穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)誤差一階系統(tǒng)單位階躍相應(yīng)曲線二階系統(tǒng)在不同值得瞬態(tài)相應(yīng)曲線二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)：臨界阻尼；過阻尼；欠阻尼超調(diào)量只是的函數(shù)，阻尼比越小超調(diào)量越大左圖為：阻尼比與超調(diào)量之間的關(guān)系調(diào)節(jié)時(shí)間的計(jì)算：勞斯判據(jù)：系統(tǒng)特征方程式的根全部都再s左半平面的充分必要條件是勞斯表的第一列系數(shù)全部為正數(shù)。如果勞斯表第一列出現(xiàn)小于零的數(shù)值，系統(tǒng)就不穩(wěn)定，且第一列各系數(shù)符號(hào)的改變次數(shù)，代表特征方程式的正實(shí)部根的數(shù)目。（P66）掌握繪制系統(tǒng)根軌跡的基本法則對(duì)于穩(wěn)定的系統(tǒng)，閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)

5、越遠(yuǎn)離虛軸，即閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的實(shí)部絕對(duì)值越大，系統(tǒng)振蕩越嚴(yán)重，從而系統(tǒng)超調(diào)量增大，振蕩次數(shù)增多，引起系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間增加。常見的開環(huán)零極點(diǎn)分布及相應(yīng)的根軌跡圖（P101）作業(yè)4-4（P120）答案：]慣性環(huán)節(jié)的伯德圖Nyquist圖繪制方法：①寫出A(ω)和j(ω)的表達(dá)式；②分別求出ω=0和ω=+∞時(shí)的G(jω)；③求Nyquist圖與實(shí)軸的交點(diǎn)；④如果有必要，可求Nyquist圖與虛軸的交點(diǎn)，交點(diǎn)可利用G(jω)的實(shí)部Re[G(jω)]=0的關(guān)系式求出，也可利用∠G(jω)=n·90°(其中n為正整數(shù))求出；⑤必要時(shí)畫出Nyquist圖中間幾點(diǎn)；⑥勾畫出大致曲線。系統(tǒng)各

6、頻段的作用：低頻段：系統(tǒng)的穩(wěn)定性能中頻段：系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能高頻段：系統(tǒng)的抗干擾能力例題5-4（P139）例題5-8（P152）重要串聯(lián)超前校正和串聯(lián)滯后校正方法的適用范圍和特點(diǎn)：（1）超前校正是利用超前網(wǎng)絡(luò)的相角超前特性對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正，而滯后校正則是利用滯后網(wǎng)絡(luò)的幅值在高頻衰減特性。（2）用頻率法進(jìn)行超前校正，旨在提高開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸進(jìn)線在截止頻率處的斜率(-40dB/dec提高到-20dB/dec)，和相位裕度，并增大系統(tǒng)的頻帶寬度。頻帶的變寬意味著校正后的系統(tǒng)響應(yīng)變快，調(diào)整時(shí)間縮短。（3）對(duì)同一系統(tǒng)超前校正系統(tǒng)的頻帶寬度一般總大于滯后校正系統(tǒng)，因此，如果要求校正后的系統(tǒng)

7、具有寬的頻帶和良好的瞬態(tài)響應(yīng)，則采用超前校正。當(dāng)噪聲電平較高時(shí)，顯然頻帶越寬的系統(tǒng)抗噪聲干擾的能力也越差。對(duì)于這種情況，宜對(duì)系統(tǒng)采用滯后校正。（4）超前校正需要增加一個(gè)附加的放大器，以補(bǔ)償超前校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)增益的衰減。（5）滯后校正雖然能改善系統(tǒng)的靜態(tài)精度，但它促使系統(tǒng)的頻帶變窄，瞬態(tài)響應(yīng)速度變慢。如果要求校正后的系統(tǒng)既有快速的瞬態(tài)響應(yīng)，又有高的靜態(tài)精度，則應(yīng)采用滯后-超前校正。工程最佳系統(tǒng)：二階工程最佳系統(tǒng)、三階工程最佳系統(tǒng)、四階工程最階系統(tǒng)。采樣定理：若已知連續(xù)信號(hào)的最大角頻譜為，采樣周期為，則當(dāng)采樣周期滿足時(shí)，采樣信號(hào)才能較好地復(fù)現(xiàn)