控制工程復(fù)習(xí)重點(diǎn)new

1、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)常用函數(shù)的拉氏變換 原函數(shù)f(t)象函數(shù)F(s) (t) )(1 ts1nt1!nsntsin22stcos22ss1)0()0()()(222fSfsFSdttfdL( )( )(0)dLf tSF sfdt)(lim)(lim)0(0ssFtffst)(lim)(lim0ssFtfst()f t()F sa( )seF s( )atef t f(t) g(t)L= F s G s1212( )( )( ).( )()|( )inniispB sF sA sKKKspspspB sKspA s第二章第二章 拉氏變換的數(shù)學(xué)方法拉氏變換的數(shù)學(xué)方法KsG)(ssG1)(s

2、sG)(11)(TssG慣性環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié)微分環(huán)節(jié)微分環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)典型環(huán)節(jié)典型環(huán)節(jié)延時(shí)環(huán)節(jié)延時(shí)環(huán)節(jié)二階微分二階微分環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)振蕩環(huán)節(jié)振蕩環(huán)節(jié)一階微分一階微分環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)典型環(huán)節(jié)典型環(huán)節(jié)1)(TssG2222)(nnnsssG12)(22TssTsG( )sGse 2.2.傳遞函數(shù)的典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的典型環(huán)節(jié)第三章第三章 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1.建立系統(tǒng)微分方程，求傳遞函數(shù)3.系統(tǒng)傳遞函數(shù)可寫為：系統(tǒng)傳遞函數(shù)可寫為： 1( )( )KX sGsG sH sE sXG(s)(s)Y(s)H(s)E(s)X1(s)()(1)()()(sHsGs

3、GsXsY)()(11)()(sHsGsXsE4.閉環(huán)傳遞函數(shù)：閉環(huán)傳遞函數(shù)：誤差傳遞函數(shù)：誤差傳遞函數(shù)：開環(huán)傳遞函數(shù)開環(huán)傳遞函數(shù))()()()()()()()()(2121sAsBpspspsZsZsZsKsXsYsGnm 干擾作用下的反饋聯(lián)接干擾作用下的反饋聯(lián)接)()()(1)()()(212sHsGsGsGsNsYN只有干擾量只有干擾量N( (s) )作用時(shí)作用時(shí), ,傳遞函數(shù)為：傳遞函數(shù)為： 2( )G s只有輸入量只有輸入量X( (s) )作用時(shí)作用時(shí), ,傳遞函數(shù)為傳遞函數(shù)為)()()(1)()()()(2121sHsGsGsGsGsXsYX5.5.方框圖的簡(jiǎn)化法則方框圖的簡(jiǎn)化法則

4、在簡(jiǎn)化過程中注意遵守兩條基本原則。在簡(jiǎn)化過程中注意遵守兩條基本原則。 1 1）前向通道的傳遞函數(shù)保持不變）前向通道的傳遞函數(shù)保持不變 2 2）各反饋回路的傳遞函數(shù)保持不變）各反饋回路的傳遞函數(shù)保持不變相加點(diǎn)相加點(diǎn)后后移移R(s)C(s)G(s)G(s)X(s)相加點(diǎn)相加點(diǎn)前前移移R(s)C(s)G(s)X(s)(1sG分支點(diǎn)分支點(diǎn)后后移移R(s)C(s)G(s)(1sGR(s)分支點(diǎn)分支點(diǎn)前前移移R(s)C(s)G(s)G(s)C(s)6.6.梅遜公式梅遜公式nnntTT- -系統(tǒng)總傳遞函數(shù)；系統(tǒng)總傳遞函數(shù)；tn- -第第n條前向通道的傳遞函數(shù)；條前向通道的傳遞函數(shù)；- -信號(hào)流圖的特征式。信

5、號(hào)流圖的特征式。1231ijkijkLLL L1i- -第第i條回路的傳遞函數(shù)；條回路的傳遞函數(shù)；L2j- -兩個(gè)互不接觸回路傳遞函數(shù)的乘積；兩個(gè)互不接觸回路傳遞函數(shù)的乘積；n- -第第n條前向通路特征式的余因子，在條前向通路特征式的余因子，在中，將與第中，將與第n條前向通路相接觸的回路傳遞函數(shù)代之為零后求得的條前向通路相接觸的回路傳遞函數(shù)代之為零后求得的，即為，即為n。脈沖響應(yīng)函數(shù)脈沖響應(yīng)函數(shù) ( )L g tG s一階系統(tǒng)一階系統(tǒng): :1)()(TsKsRsC一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng): :/( )1t Tc te 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng): :1(

6、)tTc teT單位脈沖單位脈沖函數(shù)響應(yīng)函數(shù)響應(yīng)單位階躍單位階躍函數(shù)響應(yīng)函數(shù)響應(yīng)單位斜坡單位斜坡函數(shù)響應(yīng)函數(shù)響應(yīng)單位拋物線單位拋物線函數(shù)響應(yīng)函數(shù)響應(yīng)積分積分積分積分積分積分微分微分微分微分微分微分第四章第四章 系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)與誤差分析系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)與誤差分析22222)(nnnBssSG二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)單位階躍響應(yīng)單位階躍響應(yīng)極點(diǎn)位置極點(diǎn)位置特征根特征根阻尼系數(shù)阻尼系數(shù)單調(diào)上升單調(diào)上升兩個(gè)互異負(fù)實(shí)根兩個(gè)互異負(fù)實(shí)根單調(diào)上升單調(diào)上升一對(duì)負(fù)實(shí)重根一對(duì)負(fù)實(shí)重根 衰減振蕩衰減振蕩一對(duì)共軛復(fù)根一對(duì)共軛復(fù)根(左左半平面）半平面） 等幅周期振蕩等幅周期振蕩一對(duì)共軛虛根一對(duì)共軛虛根

7、0,零阻尼njs2, 1欠阻尼, 1o22, 11nnjs臨界阻尼，1)(2, 1重根ns過阻尼，1122, 1nns0z0,Kg0，系統(tǒng)穩(wěn)定。，系統(tǒng)穩(wěn)定。G越小，表示系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性越差。越小，表示系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性越差。第七章第七章 系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)頻率特性曲線與系統(tǒng)性能關(guān)系頻率特性曲線與系統(tǒng)性能關(guān)系低頻段：低頻段： c的頻率區(qū)段稱為低頻段（一般定義為第的頻率區(qū)段稱為低頻段（一般定義為第一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率之前）；一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率之前）；中頻段：中頻段：在幅值穿越頻率在幅值穿越頻率 c附件的頻率區(qū)段；附件的頻率區(qū)段；高頻段：高頻段： c的頻率區(qū)段稱為高頻段（一般取的頻率區(qū)段稱為高頻段（一般取

8、 10 c ）。）。低頻段低頻段可求出系統(tǒng)的開環(huán)增益可求出系統(tǒng)的開環(huán)增益K、系統(tǒng)的型次系統(tǒng)的型次 等參數(shù)等參數(shù)，表征了閉環(huán)系統(tǒng)的，表征了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性穩(wěn)態(tài)特性；盡量使低頻段增益充盡量使低頻段增益充分大，保證穩(wěn)態(tài)誤差要求。分大，保證穩(wěn)態(tài)誤差要求。中頻段中頻段可求出幅值穿越頻率可求出幅值穿越頻率 c 和相位裕量和相位裕量 等參數(shù)，等參數(shù)，表征了閉環(huán)系統(tǒng)的表征了閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性；在幅值穿越頻率附近使在幅值穿越頻率附近使對(duì)數(shù)幅頻特性的斜率為對(duì)數(shù)幅頻特性的斜率為-20dB/dec并占據(jù)充分的帶寬并占據(jù)充分的帶寬，以保證系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度和適當(dāng)?shù)南辔辉Ａ?，以保證系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度和適

9、當(dāng)?shù)南辔辉Ａ?、幅值裕量。、幅值裕量?c越大，快速性越好，相位裕量越大，越大，快速性越好，相位裕量越大，但抗干擾能力下降。但抗干擾能力下降。高頻段高頻段表征了系統(tǒng)對(duì)表征了系統(tǒng)對(duì)高頻干擾或噪聲的抵抗能力高頻干擾或噪聲的抵抗能力，幅，幅值衰減越快，系統(tǒng)抗干擾能力越強(qiáng)；值衰減越快，系統(tǒng)抗干擾能力越強(qiáng)；使增益應(yīng)盡快衰使增益應(yīng)盡快衰減，以便使噪聲影響減到最小。減，以便使噪聲影響減到最小。校正的方式校正的方式 串聯(lián)校正串聯(lián)校正 并聯(lián)校正并聯(lián)校正 PIDPID校正器校正器 例：已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為例：已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 求該系統(tǒng)的求該系統(tǒng)的 、 n n、 r r、Mr和和 b。50

10、( )(0.051)(2.51)G sss 解解: :閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)GGB B（s)s)為為225150500.125( )2.55510.1252.5551510.1250.125BGsssss2.5520.5050.125n25120.20.125nn224(1 2)24425.6bn211.1521rM21 214.14rn解解. . 依圖，可以確定是二階欠阻尼系統(tǒng)依圖，可以確定是二階欠阻尼系統(tǒng)dB320lgr M由由例例: :實(shí)驗(yàn)測(cè)得某閉環(huán)系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示，試確定實(shí)驗(yàn)測(cè)得某閉環(huán)系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示，試確定 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 。 s, pMt222( )2nnnG sss解出解出,n可確定可確定,psMt4125. 110203 rM5 b 2121rM22412244bn例例6 6：如