自動(dòng)控制原理總復(fù)習(xí)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(dòng)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(fù)合控制方式。3、基本要求的提法：可以歸結(jié)為穩(wěn)定性（長(zhǎng)期穩(wěn)定性）、準(zhǔn)確性（精度）和快速性（相對(duì)穩(wěn)定性）。第二章要求:1、掌握運(yùn)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(jìn)行結(jié)構(gòu)圖等效變換；5、明確結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖之間的關(guān)系；6、熟練運(yùn)用梅遜公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；例1 某一個(gè)控制系統(tǒng)動(dòng)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(gè)控制系統(tǒng)動(dòng)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(gè)控制系統(tǒng)動(dòng)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(gè)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(gè)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：?jiǎn)挝浑A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(fù)實(shí)部；或者說(shuō)，閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)均分布在平面的左半部。 2）熟練運(yùn)用代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性，并進(jìn)行分析計(jì)算。2、穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)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(jì)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(dòng)態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算1）掌握一階、二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和典型響應(yīng)的特點(diǎn)。 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(dòng)態(tài)性能計(jì)算。3）掌握典型欠阻尼二階系統(tǒng)特征參數(shù)、極點(diǎn)位置與動(dòng)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(biāo)。R(s)(-)C(s)解3：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為 化為標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(jì)算單位階躍函數(shù)輸入時(shí)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(fù)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(gè)特征根。例6：一個(gè)單位負(fù)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?yàn)閯谒贡碇械谝涣性責(zé)o符號(hào)變化，說(shuō)明該系統(tǒng)特征方程沒(méi)有正實(shí)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(duì)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(biāo)注在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)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(diǎn)，可以采用以下三種方法： 方法一：在 范圍內(nèi)，任選一點(diǎn) ，計(jì)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(shí)所對(duì)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(gè)負(fù)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(diǎn)：終點(diǎn)：穿過(guò)負(fù)實(shí)軸： （2）起點(diǎn)：終點(diǎn)：穿過(guò)負(fù)實(shí)軸：， 例5已知單位負(fù)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(diǎn)：終點(diǎn)：穿過(guò)負(fù)實(shí)軸： （2）穿過(guò)負(fù)實(shí)軸：，例3最小相位控制系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。試求開環(huán)傳遞函