自動控制原理總復習資料(完美)

1、第一章的概念1、典型的反饋控制系統(tǒng)基本組成框圖：2、自動控制系統(tǒng)基本控制方式：(1)、反饋控制方式；(2)、開環(huán)控制方式；(3)、復合控制方式。3、基本要求的提法：可以歸結(jié)為穩(wěn)定性（長期穩(wěn)定性）、準確性（精度）和快速性（相對穩(wěn)定性）。第二章要求:1、掌握運用拉氏變換解微分方程的方法；2、牢固掌握傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)；3、明確傳遞函數(shù)與微分方程之間的關(guān)系；4、能熟練地進行結(jié)構(gòu)圖等效變換；5、明確結(jié)構(gòu)圖與信號流圖之間的關(guān)系；6、熟練運用梅遜公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；例1 某一個控制系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下，試分別求系統(tǒng)的傳遞函數(shù): ，。 例2 某一個控制系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下，試分別求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：。例

2、3： 將上圖匯總得到：Ui(s)Uo(s)Uo(s)U(s)I2(s)IC(s)-1-1-11/R11/C1s1/C2s1/R2例4、一個控制系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。W1W2W3W5W4 X(S) X（S）例5 如圖RLC電路，試列寫網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù) Uc(s)/Ur(s).RLCi(t)ur(t)uc(t)解: 零初始條件下取拉氏變換：例6某一個控制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為：，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、微分方程和脈沖響應(yīng)。解：傳遞函數(shù)： ，微分方程：脈沖響應(yīng)：例7一個控制系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、微分方程、單位階躍響應(yīng)。解：傳遞函數(shù)： ，微分方程：單位階躍響應(yīng)為：第三章 本

3、章要求：1、穩(wěn)定性判斷 1）正確理解系統(tǒng)穩(wěn)定性概念及穩(wěn)定的充要條件。 閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根均具有負實部；或者說，閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點均分布在平面的左半部。 2）熟練運用代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性，并進行分析計算。2、穩(wěn)態(tài)誤差計算 1）正確理解系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念及終值定理應(yīng)用的限制條件。 2）牢固掌握計算穩(wěn)態(tài)誤差的一般方法。 3）牢固掌握靜態(tài)誤差系數(shù)法及其應(yīng)用的限制條件。 3、動態(tài)性能指標計算1）掌握一階、二階系統(tǒng)的數(shù)學模型和典型響應(yīng)的特點。 2）牢固掌握一階、二階系統(tǒng)特征參數(shù)及欠阻尼系統(tǒng)動態(tài)性能計算。3）掌握典型欠阻尼二階系統(tǒng)特征參數(shù)、極點位置與動態(tài)性能的關(guān)系。 例3 已知圖中Tm=0.2，

4、K=5，求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)指標。R(s)(-)C(s)解3：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為 化為標準形式即有 2zwn=1/Tm=5, wn2=K/Tm=25解得 wn=5, =0.5例4某控制系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下，要求系統(tǒng)阻尼比=0.6,確定K值；并計算單位階躍函數(shù)輸入時閉環(huán)系統(tǒng)響應(yīng)的%、t（5%）。 閉環(huán)傳遞函數(shù)：，由 得K=0.56； 例5：設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)系統(tǒng)為 ，試用勞斯判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并確定在復平面的右半平面上特征根的數(shù)目。解：特征方程：勞斯表 控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，右半平面有兩個特征根。例6：一個單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G（S）=，要求系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。試確定K的范圍(用勞斯判

5、據(jù))。解：特征方程：勞斯表 系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍（0，14） 例6：系統(tǒng)的特征方程：解：列出勞斯表：因為勞斯表中第一列元素無符號變化，說明該系統(tǒng)特征方程沒有正實部根，所以：系統(tǒng)穩(wěn)定。第五章 本章要求： 1、正確理解頻率特性基本概念； 2、掌握開環(huán)頻率特性曲線的繪制；（2）開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線1）開環(huán)傳遞函數(shù)典型環(huán)節(jié)分解； 2）確定一階環(huán)節(jié)、二階環(huán)節(jié)的交接頻率，將各交接頻率標注在半對數(shù)坐標圖的 軸上；3）繪制低頻段漸近特性線：低頻特性的斜率取決于 ，還需確定該直線上的一點，可以采用以下三種方法： 方法一：在 范圍內(nèi)，任選一點 ，計算: 方法二：取頻率為特定值 ，則 方法三：取 為特殊值0，則有 ，即4、掌握穩(wěn)定裕度的概念；相角裕度 ：系統(tǒng)開環(huán)頻率特性上幅值為1時所對應(yīng)的角頻率稱為幅值穿越頻率或截止頻率，記為 ，即 例4已知兩個負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)分別為：（1）， （2） 試分別作出幅相頻特性；并用奈奎斯特判據(jù)判斷各系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（1）起點：終點：穿過負實軸： （2）起點：終點：穿過負實軸：， 例5已知單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)分別為：（1） （2） 試分別作出幅相頻特性；并用奈奎斯特判據(jù)判斷各系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（1）（1）起點：終點：穿過負實軸： （2）穿過負實軸：，例3最小相位控制系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖所示。試求開環(huán)傳遞函