中科大-自動(dòng)控制原理復(fù)習(xí)重點(diǎn)

復(fù)習(xí)第一章自動(dòng)限制的一般概念自動(dòng)限制的含義自動(dòng)限制有哪些基本原理自動(dòng)限制系統(tǒng)的基本要求1.1自動(dòng)限制系統(tǒng)的一般概念所謂自動(dòng)限制，就是指在沒(méi)有人干脆參與的狀況下，力圖使受控對(duì)象依據(jù)預(yù)定規(guī)律運(yùn)行的過(guò)程。完成這一過(guò)程的全部元件與裝置組成的整體就稱為自動(dòng)限制系統(tǒng)。閉環(huán)限制的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)限制的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)方塊圖反饋反饋及反饋限制系統(tǒng)反饋的含義將輸出回送到輸入端并與輸入進(jìn)行比較的過(guò)程反饋的實(shí)質(zhì)利用偏差去限制偏差，使系統(tǒng)朝著削減偏差的方向運(yùn)動(dòng)閉環(huán)限制從信號(hào)的流始終看，系統(tǒng)形成了一個(gè)閉環(huán)是自動(dòng)限制限制系統(tǒng)最基本和應(yīng)用最廣泛的限制方式1.2開(kāi)環(huán)限制和閉環(huán)限制自動(dòng)限制的基本方式：

開(kāi)環(huán)限制閉環(huán)限制復(fù)合限制一、開(kāi)環(huán)限制特點(diǎn)：?jiǎn)蜗騻鬟f，輸出不會(huì)對(duì)輸入反施任何影響按給定值限制按擾動(dòng)限制順饋限制二、閉環(huán)限制特點(diǎn)：１對(duì)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動(dòng)有調(diào)整作用２系統(tǒng)精度取決于給定精度與反饋檢測(cè)精度３精度高，系統(tǒng)困難三、閉環(huán)限制系統(tǒng)的基本組成給定、比較、放大、執(zhí)行、測(cè)量、校正元件1.4限制系統(tǒng)性能的基本要求和本課程的主要任務(wù)限制系統(tǒng)性能的基本要求穩(wěn)快準(zhǔn)上升時(shí)間tr從原始狀態(tài)起先，第一次達(dá)到單位階躍響應(yīng)的時(shí)間峰值時(shí)間tp：響應(yīng)第一次超過(guò)其終值達(dá)到第一次峰值所需的時(shí)間。過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts系統(tǒng)達(dá)到給定△區(qū)所需的時(shí)間超調(diào)量

1+△1-△

ts

tp

tr

上升時(shí)間Tr、峰值時(shí)間tp用來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)響應(yīng)的速度，即快速性用來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的阻尼程度過(guò)度時(shí)間Ts用來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和阻尼程度的綜合指標(biāo)穩(wěn)態(tài)誤差來(lái)表示系統(tǒng)的精確性第一章習(xí)題例1.請(qǐng)寫出開(kāi)環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)的概念，舉例說(shuō)明，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。開(kāi)環(huán)限制：系統(tǒng)的輸出量沒(méi)有與其參考輸入相比較，即系統(tǒng)的輸出量與輸入量間不存在反饋，這種限制方式叫開(kāi)環(huán)限制。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定、牢靠；缺點(diǎn)：限制精度較低。開(kāi)環(huán)限制的原理框圖閉環(huán)限制：系統(tǒng)的被控量反饋到它的輸入端，并與參考輸入端相比較，這種限制叫閉環(huán)限制。存在反饋通道優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)能夠自動(dòng)地消退或者減弱干擾信號(hào)對(duì)被限制量的影響，具有良好的抗干擾實(shí)力，限制精度高；開(kāi)環(huán)限制的原理框圖開(kāi)環(huán)限制系統(tǒng)和閉環(huán)限制系統(tǒng)舉例開(kāi)環(huán)限制系統(tǒng)和閉環(huán)限制系統(tǒng)舉例其次章線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型多項(xiàng)式形式零極點(diǎn)形式典型環(huán)節(jié)形式一、傳遞函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)二、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)1.放大環(huán)節(jié)2.積分環(huán)節(jié)3.志向微分環(huán)節(jié)4.慣性環(huán)節(jié)5.一階微分環(huán)節(jié)6.二階振蕩環(huán)節(jié)7.二階微分環(huán)節(jié)三、限制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖一、結(jié)構(gòu)圖的基本組成四種基本單元：信號(hào)線：信號(hào)線是帶有箭頭的直線，箭頭表示信號(hào)的流向。引出點(diǎn)：信號(hào)在傳遞過(guò)程中被引出或測(cè)量，這個(gè)點(diǎn)就叫引出點(diǎn)。比較點(diǎn)：信號(hào)在此進(jìn)行加減的點(diǎn)叫比較點(diǎn)（綜合點(diǎn)）。方框：方框表示對(duì)信號(hào)進(jìn)行的數(shù)學(xué)變換，即寫入系統(tǒng)的傳遞函數(shù)四、結(jié)構(gòu)圖的等效變換等效原則：等效前后各變量關(guān)系保持不變1.串聯(lián)方框的簡(jiǎn)化2.并聯(lián)方框簡(jiǎn)化3.反饋方框的簡(jiǎn)化正號(hào)對(duì)應(yīng)負(fù)反饋，負(fù)號(hào)對(duì)應(yīng)正反饋-五、閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)-開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：閉環(huán)傳遞函數(shù)：誤差傳遞函數(shù)特征式--幾種典型環(huán)節(jié)的簡(jiǎn)化例2-1：求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(S)/R(S),C(S)/N(S)第三章線性系統(tǒng)的時(shí)域分析時(shí)域、根軌跡、頻域分析法時(shí)域特點(diǎn)：直觀，精確，能供應(yīng)時(shí)間響應(yīng)的全部信息重點(diǎn)：二階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算例3-1例3-23.勞斯穩(wěn)定判據(jù)穩(wěn)定的必要條件穩(wěn)定的充要條件：勞斯判據(jù)勞斯表3.5線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析勞斯穩(wěn)定判據(jù)：線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分且必要條件是系統(tǒng)特征方程的全部系數(shù)都是正數(shù)；勞斯表中第一列中全部項(xiàng)都具有正號(hào)。第一列系數(shù)符號(hào)變更的次數(shù)，等于特征方程中，實(shí)部為正數(shù)的根的個(gè)數(shù)。第四章根軌跡法第一節(jié)根軌跡的基本概念[根軌跡定義]：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的某一個(gè)參數(shù)變更時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在復(fù)平面上變更的軌跡。根軌跡方程K*:

根軌跡增益相角條件模值條件其次節(jié)根軌跡繪制的基本法則2、根軌跡的對(duì)稱性：一般物理系統(tǒng)特征方程的系數(shù)是實(shí)數(shù)，其根必為實(shí)根或共軛復(fù)根。即位于復(fù)平面的實(shí)軸上或?qū)ΨQ于實(shí)軸。3、根軌跡的分支數(shù)：

n階特征方程有n個(gè)根。當(dāng)從0到無(wú)窮大變化時(shí)，n個(gè)根在復(fù)平面內(nèi)連續(xù)變化組成n支根軌跡。即根軌跡的分支數(shù)等于系統(tǒng)階數(shù)。1、根軌跡的連續(xù)性：閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的某些系數(shù)是增益的函數(shù)。當(dāng)從0到無(wú)窮變化時(shí)，這些系數(shù)是連續(xù)變化的。故特征方程的根是連續(xù)變化的，即根軌跡曲線是連續(xù)曲線。4、根軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)：

根軌跡起始于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，終止于開(kāi)環(huán)零點(diǎn)5.根軌跡的漸近線：6、實(shí)軸上的根軌跡：

實(shí)軸上具有根軌跡的區(qū)間是：其右方開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的零點(diǎn)數(shù)和極點(diǎn)數(shù)的總和為奇數(shù)。實(shí)軸上的根軌跡法則7根軌跡的會(huì)合點(diǎn)和分別點(diǎn)：法則8根軌跡的出射角和入射角：法則9根軌跡和虛軸的交點(diǎn)：法則10