自动控制理论09944

《自动控制理论09944》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、自动控制理论第一章概论1)自动控制：就是运用控制装置自动的、有目的的控制或调节机器设备或生产过程，使之按照人们规定的或者是希望的性能指标运行。2)开环系统优点：结构简单、稳定性好缺点：抗干扰性能差闭环系统优点：抑制扰动能力强缺点：复杂性、可能产生震荡按自动控制系统是否形成闭合回路：开环控制系统：一个控制系统，如果在其控制器的输入信号中不包含受控对象输出端的被控量的反馈信号；闭环控制系统：一个控制系统，如果在其控制器的输入信号中包含来自受控对象输出端的被控量的反馈信号；2）按信号的结构特点反馈控制系统：根据被控量和给定值的偏差进行调节

2、的，最后使系统消除偏差，达到被控量等于给定值的目的；前馈控制系统：直接根据扰动信号进行调节，扰动量是控制的依据。(是一种开环控制系统)；3）按给定值信号的特点分类4）按控制系统元件的特性分类5）按控制系统信号的形式分类一、自动控制系统的性能要求：稳定性、快速性、准确性；常规控制器的组成：定值元件、比较元件、放大元件、反馈元件；第二章自动控制系统的数学模型一、系统微分方程的建立：1）确定系统和各元件或部件的输入量和输出量；2）列出元件或部件的原始方程式；（基尔霍夫定律）3)列写出中间变量代入原始方程中，消去中间变量；4）消除所有中间变

3、量后得到系统输入/输出微分方程。二、电容电压：电感电压：三、拉氏变换对照表（主要）：x(t)X(s)1单位脉冲12单位阶跃1（t）3单位斜坡t45e-at6sinwt7coswt四、拉氏微分定理：若,则：通式：拉式积分定理：若，则：拉式中值定理：若，且在S平面的右半平面及除原点外的虚轴上的解析式，则：一、传递函数：线性定常系统的传递函数，在零初始条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。电容复阻抗：电阻复阻抗：二、传递函数性质：1）传递函数是将线性定常系统的微分方程进行拉氏变换后得到的，只适合于线性定常系统；2）系统传

4、递函数完全由系统结构和参数决定，与输入信号的形式和大小无关；3）当初是条件不为零时，则需另外考虑非零初始条件对输出变化的影响；4）传递函数的分子多项式的阶次m总是低于分母多项式阶次n，即5)同一系统，不同的输入信号和输出信号之间的传递函数是不一样的；三、典型环节比例环节（P）：积分环节（I）：微分环节（D）：惯性环节（一阶滞后环节）：一阶微分环节：振荡环节：迟延环节：一、方框图的等效转换串联并联反馈二、梅森增益公式：利用梅森公式可以对复杂的信号流图直接求出系统输出信号和输入信号之间的总的传递函数.特征式：——从输入节点到输出接点第k

5、条前向通路的总增益；——所有不同回路的增益和；——每两个互不接触回路增益乘积之和；——每三个互不接触回路增益乘积之和；三、PID控制的优点：1）原理简单、应用方便；2）适应性强；3）鲁棒性强；第三章时域分析法一、时域性能指标：最大超调量：动态响应曲线偏离稳态值的最大偏差值；上升时间：响应曲线从稳定值的10%上升到90%所需的时间；峰值时间：响应曲线达到过调量的第一个峰值所需要的时间；调整时间：响应曲线达到接近稳态值的或之内时所需要的时间。稳态误差：控制系统在典型输入信号的作用下，响应的稳态值与希望的给定值之间的偏差。二、一阶系统的时

6、域分析一阶系统传递函数：一阶系统的开环传递函数：一阶系统的闭环传递函数：1）一阶系统的单位阶跃响应一阶系统的阶跃响应没有超调量，因而其时域性能指标主要是调整时间和稳态误差；1）一阶系统的单位斜坡函数3）一阶系统的单位脉冲响应三、二阶系统的时域分析二阶系统的典型开环传递函数二阶系统的典型闭环传递函数——阻尼比或阻尼系数——无阻尼自然振荡频率1)二阶系统的单位阶跃响应二阶系统的特征方程其两个特征根（又称二阶系统的闭环极点）：1)欠阻尼二阶系统动态响应的性能指标的计算2)二阶系统的单位斜坡响应单位斜坡输入函数的拉氏变换为：其输出响应为：五

7、、控制系统的稳态误差分析及误差系数稳态误差：指系统达到稳态时，输出量的期望值（给定值或参考输入）与稳态值之间的差值。稳态误差的大小是衡量系统时域性能的重要指标之一。系统的稳态误差分为两类：①　由参考输入（给定值输入）引起的稳态误差为给定值稳态误差；②　由扰动输入引起的稳态误差，称为扰动稳态误差；对于随动系统，给定值输入是不断变化的，所以要求系统的输出以一定的精度跟随给定值信号的变化而变化，我们常用给定值稳态误差来衡量随动系统的控制精度。系统类型误差系数类型输入类型阶跃输入斜坡输入抛物线输入稳态位置误差系统稳态误差稳态速度误差系统稳态

8、误差稳态加速度误差系统稳态误差0型系统K001型系统0K02型系统00K第四章频率分析法一、频率特性的基本概念随着输入信号角频率的改变，两者之间的振幅鱼相位关系也随之改变。二、频率特性的极坐标图1)比例环节比例环节传递函数：比例环节频