814自動控制理論(2011年)解析

2011年自動控制理論入學(xué)考試輔導(dǎo)資料2011年碩士生入學(xué)考試課程大綱一、考試科目：自動控制理論(814)二、考試方式：180150三、試卷結(jié)構(gòu)與分?jǐn)?shù)比重：1、試卷結(jié)構(gòu)：填空題、計算題、分析討論題。280%20%四、考查的知識范圍：1、總體要求自動控制理論由自動控制原理和現(xiàn)代控制理論兩部分構(gòu)成。考試內(nèi)容為:控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立，自動控制系統(tǒng)的時域、根軌跡、頻域分析，自動控制系統(tǒng)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能，控制器設(shè)計。狀態(tài)空間描述、能控性能觀測性、極點配置、觀測器設(shè)計等?？疾閷W(xué)生對自動控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和綜合設(shè)計的能力。2、考試的內(nèi)容線性定常連續(xù)時間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型掌握：線性連續(xù)時間系統(tǒng)的概念；線性連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型、微分方程模型、傳遞函數(shù)模型、方框圖模型和信號流圖模型；數(shù)學(xué)模型間的轉(zhuǎn)換；方框圖的化簡；Mason增益公式。線性定常連續(xù)時間系統(tǒng)的時域相應(yīng)掌握：典型輸入信號；由傳遞函數(shù)求系統(tǒng)的響應(yīng)；系統(tǒng)的極點；一階系統(tǒng)的響應(yīng)；二階系統(tǒng)的響應(yīng)及時域性能指標(biāo)。了解：高階系統(tǒng)的響應(yīng)；主導(dǎo)極點的概念。線性定常連續(xù)時間系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析掌握：線性定常連續(xù)時間系統(tǒng)的穩(wěn)定性的基本概念；穩(wěn)定性判據(jù)；穩(wěn)態(tài)誤差分析。線性定常連續(xù)時間系統(tǒng)的根軌跡方法掌握：根軌跡的基本概念；繪制根軌跡的基本條件和規(guī)則；控制系統(tǒng)的根軌跡分析；廣義根軌跡。理解：控制系統(tǒng)的根軌跡校正方法及其原理。線性定常連續(xù)時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)方法掌握：頻率響應(yīng)的基本概念；典型環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)；開環(huán)系統(tǒng)的的頻率響應(yīng)；頻率響應(yīng)的圖示法；最小相位系統(tǒng)；由頻率響應(yīng)求傳遞函數(shù)；基于開環(huán)頻率響應(yīng)的穩(wěn)定性判據(jù)；穩(wěn)定性裕量。理解：閉環(huán)頻率特性；基于頻率響應(yīng)的控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正。線性定常連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間方法掌握：狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的求取及其性質(zhì)；狀態(tài)方程的解；可控性和可觀測性的基本概念及其判據(jù)；狀態(tài)空間表達(dá)式的規(guī)范型；狀態(tài)空間的分解；可鎮(zhèn)定性和可檢測性；狀態(tài)反饋與極點配置；狀態(tài)觀測器的設(shè)計；帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋。線性定常采樣控制系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)；采樣系統(tǒng)的響應(yīng)；穩(wěn)定性分析；穩(wěn)態(tài)誤差分析。了解：采樣系統(tǒng)的PID控制器的設(shè)計；最少拍采樣控制系統(tǒng)的設(shè)計。非線性系統(tǒng)分析掌握：非線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；系統(tǒng)的平衡態(tài)及其穩(wěn)定性；描述函數(shù)法；自激振蕩的參數(shù)的求取和穩(wěn)定性分析。了解：非線性系統(tǒng)的特殊現(xiàn)象；相平面分析方法。李亞普諾夫穩(wěn)定性分析掌握：李亞普諾夫穩(wěn)定性基本理論；線性系統(tǒng)的李亞普諾夫穩(wěn)定性分析；李亞普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用。五、主要參考教材（參考書目）1自動控制原理，電子工業(yè)出版社，謝克明，20066現(xiàn)代控制理論，電子工業(yè)出版社，王宏華，200710自動控制原理學(xué)習(xí)要點指導(dǎo)專題一：基本概念1、要求明確自動控制，正確理解被控對象、被控量、控制裝置和自控系統(tǒng)等概念。正確理解三種控制方式，特別是閉環(huán)控制。掌握由系統(tǒng)工作原理圖畫方框圖的方法，并正確判別系統(tǒng)的控制方式。型分類的方式。2．提要幾個重要概念自動控制預(yù)先給定的規(guī)律去運行。自動控制系統(tǒng)指被控對象和控制裝置的總體。這里控制裝置是一個廣義的名詞，狀態(tài)實行自動控制，有時又泛稱為控制器或調(diào)節(jié)器。被控對象 給定元件 測量元件自動控制系統(tǒng) 比較元件控制裝置（控制器 放大元件 校正元件負(fù)反饋原理把被控量反送到系統(tǒng)的輸入端與給定量進(jìn)行比較，利用偏差引起控制器產(chǎn)生控制量，以減小或消除偏差。三種基本控制方式實現(xiàn)自動控制的基本途徑有二：開環(huán)和閉環(huán)。實現(xiàn)自動控制的主要原則有三：主反饋原則——按被控量偏差實行控制。補(bǔ)償原則——按給定或擾動實行硬調(diào)或補(bǔ)償控制。復(fù)合控制原則——閉環(huán)為主開環(huán)為輔的組合控制。系統(tǒng)分類的重點確理解。 常系數(shù)微分方程 時域法 傳遞函數(shù) 根軌跡法 定常 法線性系統(tǒng)

頻率特性

頻率法 狀態(tài)方程 變系數(shù)微分方程

狀態(tài)方程時域法時變 法 狀態(tài)方程 狀態(tài)空間法非線性微分方程

非本質(zhì)法線性化法 描述函數(shù)法非線性系統(tǒng)述 類 狀態(tài)方程

本質(zhì)法相平面法正確繪制系統(tǒng)方框圖繪制系統(tǒng)方框圖一般遵循以下步驟：

狀態(tài)空間法①搞清系統(tǒng)的工作原理，正確判別系統(tǒng)的控制方式。②正確找出系統(tǒng)的被控對象及控制裝置所包含的各功能元件。③確定外部變量（即給定值、被控量和干擾量各部分連接起來。對自控系統(tǒng)的要求對自控系統(tǒng)的要求用語言敘述就是兩句話：要求輸出盡量不受擾動的影響。穩(wěn)定——系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)；快速、平穩(wěn)——動態(tài)過程時間要短，振蕩要輕。準(zhǔn)確——穩(wěn)定精度要高，誤差要小。數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型涉及到數(shù)學(xué)和物理系統(tǒng)的一些理論知識,有些需要進(jìn)一步回顧,有些需要加深理解，特別是對時域和頻域的多種數(shù)學(xué)描述方法，各種模型之間的對應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系，都比較復(fù)雜。學(xué)習(xí)好這些基礎(chǔ)理論，對深入討論自控理論具體方法至關(guān)重要。1、要求輸入變量、輸出變量、中間變量等概念，要準(zhǔn)確掌握。了解動態(tài)微分方程建立的一般方法。應(yīng)等概念，有清楚的理解。能用部分分式展開法或留數(shù)法公式進(jìn)行計算。正確理傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)和意義。正確理解開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)，前向傳遞函數(shù)的定義，并對重要傳遞環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，能夠熟練掌握。變換代數(shù)法則，簡化圖形結(jié)構(gòu)，并能用梅遜公式求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。型和圖形之間的對應(yīng)關(guān)系，利用以上知識，熟練地將它們進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。2、提要作為線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的形式，介紹了兩種解析式和兩種圖解法，對于每一種型式的基本概念，基本建立方法及運算以下表示。微分方程式物理、化學(xué)及專業(yè)上的基本定律基本概念基本概念簡化性與準(zhǔn)確性要求小偏差線性化理論 原始方程組 直接列寫法線性化基本方法

消中間變量化標(biāo)準(zhǔn)形 C（s) M(s) M(s) 由傳遞函數(shù) C(s) R(s)N(s)C(s)M(s)R(s) 轉(zhuǎn)換法

R(s) N(s) N(s)pd 1N(p)ct)M(p)rt)dt微分方程 由結(jié)構(gòu)圖傳遞函數(shù)微分方程 由信號流圖傳遞函數(shù)微分方程 零狀態(tài)解方程求解掌握拉氏變換法求解微分方程應(yīng)用

零輸入解常用重要例題建模磁場控制直流電動機(jī)(2)

直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) C(s)線性定常系統(tǒng)定義比值 零初始條件 R(s) 一對確定的輸入輸出 零點 基本概念微觀結(jié)極點 零極點分布圖與運模態(tài)對應(yīng)） 傳遞函數(shù) 方程式 標(biāo)準(zhǔn)解析式 傳遞函數(shù) 典型環(huán)節(jié)零極點分布圖 單位階躍響應(yīng)特性 sd 由結(jié)構(gòu)圖簡定義法 由結(jié)構(gòu)圖簡圖解法 由信號流圖式傳遞函數(shù) G G(s1

（適用于單回路）公式 GKG G G(s

（適用于回路兩兩交叉）常用重要公式及傳遞函數(shù)

La 控制輸入下：G(s)C(s),G (s)

E(s)

R(s)

R(s)重要傳遞函數(shù) 擾動輸入下：G(s)C(s),G E(s) （3）結(jié)構(gòu)圖

d D(s)

D(s)數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)的圖形表示基本概念可用代數(shù)法則進(jìn)行等效變換構(gòu)圖基本元素4種（方框、相加點、分支點、支路）由原始方程組畫結(jié)構(gòu)圖基本方法用代數(shù)法則簡化結(jié)構(gòu)圖

串聯(lián)相乘并聯(lián)相加 前向 反饋連接 相加點和分支點移位由梅遜公式直接求傳遞函數(shù)。注意幾點：1、相加點與分支點相鄰，一般不能隨便交換。前向通路的傳遞函數(shù)乘積保持不變2、等效原則兩條各回路中傳遞函數(shù)乘積保持不變3、直接應(yīng)用梅遜公式時，負(fù)反饋符號要記入反饋通路中的方框中去。另外對于互不接觸回路的區(qū)分，特別要注意相加點與分支點相鄰處的情況。4便的多，并可由圖直接寫出任意個輸入下總響應(yīng)。如：運用疊加原理，當(dāng)給定C(s)＝Gr d（4）信號流圖同結(jié)構(gòu)圖一致基本概念

構(gòu)圖元素2種改進(jìn)二點 有統(tǒng)一的公式求傳遞函數(shù)由原始方程組畫信號流圖基本方法結(jié)構(gòu)圖翻譯成信號流圖代數(shù)法則同結(jié)構(gòu)圖一致G K K重要公式→梅遜公式梅遜公式G

K1注意兩點：1、搞清公式中各部分含義；2、公式只能用于等輸入節(jié)點與較出節(jié)點之間的傳輸，不能用于含輸入節(jié)點情況下，任意兩混合節(jié)點之間的傳輸。四種模型之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可用圖2－81表示微分方程微分方程傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖模型轉(zhuǎn)換信號流圖專題二： 時域分析要求正確理解時域響應(yīng)的性能指標(biāo)trtdtpess等、穩(wěn)定性、系統(tǒng)的型別和靜態(tài)誤差系數(shù)等概念。能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。阻尼時域性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。正確理解線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定條件，熟練地應(yīng)用勞斯判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。ssr 正確理解和重視穩(wěn)態(tài)誤差的定義并能熟練掌握e 、e ssr 終值定理的使用條件。掌握改善系統(tǒng)動態(tài)性能及提高系統(tǒng)控制精度的措施。提要統(tǒng)的優(yōu)劣。因此一、二階系統(tǒng)的理論分析結(jié)果，常是高階系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。時域分析法的基本方法是拉氏變換法：結(jié)構(gòu)圖 (s)C(s) C(s)=(s)R(s) c(t)=L-1[C(s)]R(s)時域分析一階系統(tǒng)的時域分析TT反應(yīng)了一階系統(tǒng)的慣性大小或阻尼程度。一階系統(tǒng)的性能由其時TT，也可由實驗曲線求出。二階系統(tǒng)的時域分析二階系統(tǒng)的性能分析，在自動控制理論中有著重要的地位。二階系統(tǒng)含有兩個結(jié)構(gòu)參數(shù)，即阻尼比ξ和無阻尼振蕩頻率ωn。阻尼比ξ決定著二階系統(tǒng)的響應(yīng)模態(tài)。ξ=0時，系統(tǒng)的響應(yīng)為無阻尼響應(yīng)；ξ=1時，系統(tǒng)的響應(yīng)稱為臨界阻尼響應(yīng)；ξ>1時，系統(tǒng)t的響應(yīng)是過阻尼的；0<ξ<1時，系統(tǒng)的響應(yīng)為欠阻尼響應(yīng)。欠阻尼工作狀態(tài)下，合理ξMptrttd、，一方面可以從響應(yīng)曲線上讀取；二是它們與ξωn有相應(yīng)的關(guān)系，只要已r知ξ、ωn，就能很容易求出動態(tài)性能指標(biāo)。穩(wěn)定性分析控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，是決定其能否正常工作的前提條件。任何不穩(wěn)定的系統(tǒng)，在工系統(tǒng)仍能恢復(fù)到原工作狀態(tài)的能力。應(yīng)當(dāng)特別注意，線性系統(tǒng)的這種穩(wěn)定性只取決于系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，而與初始條件和外作用的大小及形式無關(guān)。線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)的所有閉環(huán)特征根都具有負(fù)的實部，或閉環(huán)特征根都分布在左半s平面。判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最直接的方法是求出系統(tǒng)的全部閉環(huán)特征根。但是求解高階特征方程的根是非常困難的。工程上，一般均采用間接方法判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。勞斯判據(jù)是最常用的一種間接判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。應(yīng)用閉環(huán)特征方程各項的系數(shù)列寫勞斯表，勞斯表各行第一列元的符號變化次數(shù)，即為系統(tǒng)閉環(huán)不穩(wěn)定的根的個數(shù)。應(yīng)用勞斯判據(jù)時，應(yīng)注意兩種特殊情況下，勞斯表的列寫方法。勞斯判據(jù)也可用來確定系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，或系統(tǒng)的閉環(huán)極點分布在某一特殊范圍時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的允許變化范圍。系統(tǒng)閉環(huán)特征多項式各項同號且不缺項，是系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件（件。穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)很重要的性能指標(biāo)，它標(biāo)志著系統(tǒng)最終可能達(dá)到的控制精度。穩(wěn)態(tài)誤差定義為穩(wěn)定系統(tǒng)誤差信號的終值。穩(wěn)態(tài)誤差既和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)有關(guān)，也取決于外作用的形式及大小。（1）判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。只有對穩(wěn)定的系統(tǒng)計算其穩(wěn)態(tài)誤差才有意義（2）（4）統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。要注意，終值定理的使用條件為，誤差的相函數(shù)在右半s平面及虛軸上（原點除外）s平面及虛軸上不解析，只能應(yīng)用定義計算穩(wěn)態(tài)誤差。對三種典型函數(shù)（階躍、斜波、拋物線）及其組合外作用，也可利用靜態(tài)誤差系數(shù)和系統(tǒng)的型數(shù)計算穩(wěn)態(tài)誤差。采用具有對給定或?qū)_動補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制方案，理論上可以完全消除系統(tǒng)對給定或（和）擾動的誤差，實現(xiàn)輸出對給定的準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)。但工程上常根據(jù)輸入信號的形式實現(xiàn)給定無穩(wěn)態(tài)誤差的近似補(bǔ)償。專題三：根軌跡分析要求通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)做到：gK（K）變化時系統(tǒng)閉環(huán)根軌跡的繪制K值。g了解閉環(huán)零、極點的分布和系統(tǒng)階躍響應(yīng)的定性關(guān)系及系統(tǒng)根軌跡分析的基指標(biāo)。0根軌跡、參變量根軌跡及非最小相位根軌跡繪制的基本思路和方法。提要本章主要介紹了根軌跡的基本概念、控制系統(tǒng)根軌跡的繪制方法以及根軌跡法在控制系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。（1）根軌跡的基本概念根軌跡是當(dāng)系統(tǒng)中某參數(shù)（Kg）0～∞變化時，系統(tǒng)的閉環(huán)極sKgs平面上逐點繪制即可得到開環(huán)零、極點分布的基礎(chǔ)上，依據(jù)根軌跡法則，確定閉環(huán)零、極點的分布。再利用主導(dǎo)極點的概念，對系統(tǒng)的階躍響應(yīng)進(jìn)行定性分析和定量估算。（2）根軌跡方程根軌跡方程實質(zhì)上是系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的變形。負(fù)反饋系統(tǒng)根軌跡方程的一般形式為K mgi1

(sz)i

1nj

(sp)j根軌跡方程的幅值平衡條件和幅角平衡條件分別稱之為根軌跡的幅值方程和幅角方程。系統(tǒng)根軌跡方程的幅值方程和幅角方程由如下二式給出：mi1n

szi 1sp Kgjj1m(sz)i

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)(2k1)i1 j幅角方程是決定根軌跡的充分必要條件。系統(tǒng)的根軌跡可依據(jù)其幅角方程繪制，幅值方程主要用來確定根軌跡上各點對應(yīng)的增益值。繪制系統(tǒng)軌跡的基本法則4-2Kg0～∞180°根軌跡的基本法則?？刂葡到y(tǒng)的根軌跡分析控制系統(tǒng)的根軌跡分析即應(yīng)用閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計算系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，或在根軌跡圖上可以進(jìn)行反饋系統(tǒng)的綜合或校正。當(dāng)系統(tǒng)的根軌跡段位于左半s平面時，系統(tǒng)穩(wěn)定。否則，系統(tǒng)必然存在不穩(wěn)定的閉環(huán)根。當(dāng)系統(tǒng)為條件穩(wěn)定時，根軌跡與s平面的交點即其臨界穩(wěn)定條件。s進(jìn)行系統(tǒng)動態(tài)性能的分析。系統(tǒng)的閉環(huán)零點由系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)直接給出，系統(tǒng)的閉環(huán)極點需應(yīng)用根軌跡圖試探確定。如果系統(tǒng)滿足閉環(huán)主導(dǎo)極點的分布規(guī)律，可以應(yīng)用閉環(huán)主導(dǎo)極點的概念把高階系統(tǒng)簡化為低階系統(tǒng)，對高階系統(tǒng)的性能近似估算。附加開環(huán)零極點對根軌跡的影響增加一個開環(huán)實零點，將使系統(tǒng)的根軌跡向左偏移，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定度，并有利于改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。開環(huán)負(fù)實零點離虛軸越近，這種作用越大。增加一個開環(huán)實極點，將使系統(tǒng)的根軌跡向右偏移，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定度，有損于系統(tǒng)的動態(tài)性能，使得系統(tǒng)響應(yīng)的快速性變差。開環(huán)負(fù)實極點離虛軸越近，這種作用越大。開環(huán)零點和極點重合或相近時，二者構(gòu)成開環(huán)偶極子。合理配置偶極子中的開環(huán)零極點，可以在不影響動態(tài)性能的基礎(chǔ)上，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)形能。專題四：頻域分析要求通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)該達(dá)到：正確理解頻率特性的物理意義、數(shù)學(xué)本質(zhì)及定義。的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)以及反算結(jié)構(gòu)參數(shù)。熟記典型環(huán)節(jié)頻率特性的規(guī)律及其特征點。熟練掌握由系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制開環(huán)極坐標(biāo)圖和伯德圖的方法。熟練掌握最小相位系統(tǒng)由對數(shù)幅頻特性曲線反求傳遞函數(shù)的方法。正確理解奈奎斯特判據(jù)的原理證明和判別條件。和臨界增益。等概念，明確其和系統(tǒng)階躍響應(yīng)的定性關(guān)系。提要頻率特性是線性系統(tǒng)（或部件）在正弦函數(shù)輸入下，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入之比對態(tài)數(shù)學(xué)模型。s到該系統(tǒng)的頻率特性。頻率特性可以通過實驗方法確定，這在難以寫出系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時更為有用。所以典型環(huán)節(jié)是系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的基礎(chǔ)。典型環(huán)節(jié)有：比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、一階微分環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)、二階微分環(huán)節(jié)和延遲環(huán)節(jié)。對典型環(huán)節(jié)頻率特性的規(guī)律及其特征點應(yīng)該非常熟悉。開環(huán)頻率特性的幾何表示：開環(huán)極坐標(biāo)圖和開環(huán)伯德圖。開環(huán)極坐標(biāo)圖的繪制由開環(huán)極點—零點分布圖，正確地確定出起點、終點以及與坐標(biāo)軸的交點，即可繪制出開環(huán)極坐標(biāo)草圖。開環(huán)伯德圖的繪制軸斜率作相應(yīng)的改變。這樣很容易地繪制出開環(huán)對數(shù)幅頻特性漸近線曲線，若需要精確曲線，只需在此基礎(chǔ)上加以修正即可。對于對數(shù)相頻特性曲線只要能寫出其關(guān)系表達(dá)式，確定 ==時的相角，再在頻率段內(nèi)適當(dāng)?shù)厍蟪鲆恍╊l率所對應(yīng)的相角，連成光滑曲線即可。頻率法是運用開環(huán)頻率特性研究閉環(huán)動態(tài)響應(yīng)的一套完整的圖解分析計算法頻域穩(wěn)定性判據(jù)(奈氏判據(jù)) 閉環(huán)穩(wěn)定性開環(huán)頻率特性曲線 求頻域指標(biāo)或MM（估算公式）c r b p s型號和開環(huán)放大系數(shù) ess開環(huán)頻率特性和閉環(huán)頻率特性都是表征閉環(huán)系統(tǒng)控制性能的有力工具。s0平面包圍（-1，j0）Rs右半zzz=0s左半平面，閉環(huán)系統(tǒng)是z0s右半平面有根，閉環(huán)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。cbhM反映了系統(tǒng)的動態(tài)性能，cbrrrbcb它們和時域指標(biāo)之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，、M反映了系統(tǒng)的平穩(wěn)性，越大，M越rrbcbcc

越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快。開環(huán)對數(shù)幅頻的三頻段三頻段的概念對分析系統(tǒng)參數(shù)的影響以及系統(tǒng)設(shè)計都是很有用的。一個既有較好的動態(tài)響應(yīng)，又有較高的穩(wěn)態(tài)精度；既有理想的跟蹤能力，又有滿意的抗干擾性的控制系統(tǒng)，其開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線低、中、高三個頻段的合理形狀應(yīng)是很明確的。低頻段的斜率應(yīng)取20dB/dec，而且曲線要保持足夠的高度，以便滿足系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。中頻段的截止頻率不能過低，而且附近應(yīng)有20dB/dec速性和平穩(wěn)性。20dB/dec斜率段所占頻程越寬，則穩(wěn)定裕度越大。高頻段的幅頻特性應(yīng)盡量低，以便保證系統(tǒng)的抗干擾性。由于采用了典型化、對數(shù)化等處理方法，使得頻率法的計算工作較為簡化，從而在工程實踐中獲得了廣泛的應(yīng)用。專題五：綜合與校正要求1）2）掌握利用系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)漸近幅頻曲線，分析校正裝置對原系統(tǒng)性能的影響。3）正確理解反饋校正和復(fù)合校正的特點及其作用。提要后使未校正系統(tǒng)的缺陷得到補(bǔ)償，這就是校正的作用。常用的校正方式有串聯(lián)校正、反饋校正、前饋校正和復(fù)合校正四種。串聯(lián)校正和反饋校正是適用于反饋控制系統(tǒng)的校正方法，在一定程度上能夠使已校正系統(tǒng)滿足要求的性能指標(biāo)。串聯(lián)校正簡單，易于實現(xiàn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。前校正一般用于穩(wěn)態(tài)性能已滿足要求，但動態(tài)性能較差的系統(tǒng)。但如果未校正系統(tǒng)在其零分貝頻率附近，相角迅速減小，例如有兩個轉(zhuǎn)角頻率彼此a將造成校正后系統(tǒng)帶寬過大，高頻噪聲很高，嚴(yán)重時系統(tǒng)無法正常工作。1/T足夠小，可能會使時間常數(shù)大到不能實現(xiàn)的程度。串聯(lián)遲后—超前校正的基本原理是利用校正裝置的超前部分來增大系統(tǒng)的相角裕度，同時利用遲后部分來改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。當(dāng)要求校正后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能根據(jù)對系統(tǒng)型別及穩(wěn)態(tài)誤差要求，繪制希望特性的低頻段；根據(jù)對系統(tǒng)響應(yīng)速度及阻尼程度要求，繪制希望特性的中頻段；根據(jù)對系統(tǒng)幅值裕度及高頻噪聲的要求，繪制希望特性的高頻段；繪制希望特性的低、中頻段之間的銜接頻段；繪制希望特性的中、高頻段之間的銜接頻段；希望對數(shù)幅頻特性與原系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性相比較，即可得校正裝置的對數(shù)幅頻特性曲線。法來改善控制系統(tǒng)的性能，同時還可以減弱反饋所包圍的原有部分特性參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響。復(fù)合校正是在系統(tǒng)的反饋控制回路中加入前饋通路，組成一個前饋控制和反饋輸入補(bǔ)償兩種方式。專題六：非線性系統(tǒng)要求通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)該達(dá)到：正確理解描述函數(shù)的基本思想和應(yīng)用條件。熟練掌握理想繼電特性、死區(qū)繼電特性、滯環(huán)繼電特性和死區(qū)特性等典性的描述函數(shù)。驟，并能正確計算自振蕩的振幅和頻率。正確理解相平面圖的基本概念。熟練掌握線性二階系統(tǒng)的典型相平面圖及其特征。會畫出非線性系統(tǒng)工程的典型相平面圖。步驟。提要本章介紹了非線性系統(tǒng)的兩種基本分析方法：描述函數(shù)法和相平面法。描述函數(shù)法這是一種頻域法，基于諧波線性化的近似分析方法。其基本思想是首先通過描述在應(yīng)用時是有條件限制的，其應(yīng)用條件是：非線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖可以簡化成只有一個非線性環(huán)節(jié)和一個線性