自動(dòng)控制原理總經(jīng)典總結(jié)

自動(dòng)控制原理總經(jīng)典總結(jié)《自動(dòng)控制原理》總復(fù)習(xí)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是由受控對(duì)象和控制器組成的系統(tǒng)，用于控制和調(diào)節(jié)被控量。根據(jù)不同的角度，控制系統(tǒng)可以分為恒值系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)、線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)、定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)等。線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出與輸入之間存在線性關(guān)系的系統(tǒng)。建模時(shí)可以采用求傳函或脈沖傳函的方法，分析時(shí)可使用根軌跡法、頻率特性法等方法。非線性系統(tǒng)非線性系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出與輸入之間不存在線性關(guān)系的系統(tǒng)。建模時(shí)可以采用描述函數(shù)法或相平面法，穩(wěn)定性分析時(shí)可以求奇點(diǎn)和極限環(huán)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以通過振幅和頻率計(jì)算得出。控制系統(tǒng)的基本概念控制系統(tǒng)的基本術(shù)語包括自動(dòng)控制、系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、被控量、輸入量、干擾量、受控對(duì)象、控制器、反饋、負(fù)反饋控制原理等。掌握這些基本概念可以幫助理解控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理?；究刂品绞娇刂葡到y(tǒng)的基本方式包括開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋，閉環(huán)控制系統(tǒng)則通過反饋控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)被控量的調(diào)節(jié)，復(fù)合控制系統(tǒng)則是開環(huán)控制和閉環(huán)控制的組合。數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型是用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述控制系統(tǒng)的工作原理和特性的模型。建模時(shí)可以采用物理系統(tǒng)的微分方程描述、拉普拉斯變換及反變換、傳遞函數(shù)及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)等方法。圖形表示可以采用結(jié)構(gòu)圖、信號(hào)流圖等方法?；疽髮W(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理需要掌握控制系統(tǒng)的基本概念、基本控制方式、數(shù)學(xué)模型等知識(shí)。同時(shí)，需要了解控制系統(tǒng)的分類和典型輸入信號(hào)，并能夠正確理解數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)和概念。掌握這些知識(shí)可以幫助理解控制系統(tǒng)的工作原理和實(shí)際應(yīng)用。2.了解動(dòng)態(tài)微分方程建立的一般方法和小偏差線性化方法。3.掌握使用拉普拉斯變換解微分方程的方法，并對(duì)解的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)模態(tài)、特征根的關(guān)系、零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)等概念有清晰的理解。4.正確理解傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)和意義，并熟練掌握系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、誤差傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)等概念。5.掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖兩種數(shù)學(xué)模型的定義和繪制方法，熟練掌握控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其簡化，并能使用梅遜公式求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。6.傳遞函數(shù)的求取方法包括直接法、復(fù)阻抗法、結(jié)構(gòu)圖及其等效變換，以及信號(hào)流圖使用梅遜公式。本章主要講解控制系統(tǒng)的時(shí)域分析，包括基本概念、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能等方面。學(xué)習(xí)要點(diǎn)包括了解時(shí)域響應(yīng)組成、掌握暫態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)的定義，以及了解一階和二階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)。同時(shí)，要求掌握穩(wěn)態(tài)誤差的概念和誤差系數(shù)的計(jì)算方法。在學(xué)習(xí)過程中，需要了解動(dòng)態(tài)微分方程的建立方法和小偏差線性化方法，并掌握使用拉普拉斯變換解微分方程的方法。正確理解傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)和意義，并熟練掌握系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、誤差傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)等概念。同時(shí)，需要掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖的定義和繪制方法，以及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其簡化，并能使用梅遜公式求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)的求取方法包括直接法、復(fù)阻抗法、結(jié)構(gòu)圖及其等效變換，以及信號(hào)流圖使用梅遜公式。這些知識(shí)點(diǎn)將有助于深入理解控制系統(tǒng)的時(shí)域分析。1.了解多回路控制系統(tǒng)的根軌跡；2.掌握增加開環(huán)零極點(diǎn)對(duì)根軌跡的影響；3.能根據(jù)根軌跡分析系統(tǒng)性能隨參數(shù)變化的趨勢。三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖-常規(guī)根軌跡繪制-參量根軌跡-根軌跡繪制-根軌跡分析法-廣義根軌跡繪制-零度根軌跡-滯后系統(tǒng)根軌跡-根軌跡應(yīng)用-系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖-開環(huán)傳遞函數(shù)-相角方程-模值方程-法則-閉環(huán)極點(diǎn)的K穩(wěn)態(tài)誤差-根軌跡（常規(guī)、廣義）-穩(wěn)定性、穩(wěn)定域-主導(dǎo)極點(diǎn)估算性能指標(biāo)-系統(tǒng)響應(yīng)運(yùn)動(dòng)形式四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖-傳遞函數(shù)頻率特性-頻率特性定義-頻率特性圖形表示-極坐標(biāo)圖(Nyquist圖)-對(duì)數(shù)頻率特性圖(Bode圖)-典型環(huán)節(jié)的頻率特性及最小相位系統(tǒng)-典型環(huán)節(jié)頻率特性-最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)-穩(wěn)定判據(jù)-奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)-對(duì)數(shù)頻率特性的穩(wěn)定判據(jù)-開環(huán)頻域指標(biāo)-幅值裕度-相角裕度-閉環(huán)頻域指標(biāo)-零頻幅值M(0)-帶寬頻率ωb-諧振峰值Mr和諧振頻率ωr-閉環(huán)系統(tǒng)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系-開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性與時(shí)域性能指標(biāo)-三頻段的概念-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定傳遞函數(shù)-最小相位系統(tǒng)的Bode圖確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)-開環(huán)放大系數(shù)K1.離散控制系統(tǒng)的基本概念和特點(diǎn)2.離散系統(tǒng)的時(shí)域分析方法3.離散系統(tǒng)的頻域分析方法4.離散系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)方法二、基本要求1.理解離散控制系統(tǒng)的基本概念和特點(diǎn)，掌握離散系統(tǒng)的時(shí)域分析方法。2.掌握離散系統(tǒng)的頻域分析方法，特別是離散系統(tǒng)的頻率特性曲線和奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)。3.熟悉離散系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)方法，包括PID控制器和滑?？刂破?。4.了解離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間表示法和觀測器設(shè)計(jì)方法。三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖離散控制系統(tǒng)基本概念和特點(diǎn)時(shí)域分析方法差分方程狀態(tài)方程頻域分析方法頻率特性曲線奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)控制器設(shè)計(jì)方法PID控制器滑模控制器狀態(tài)空間表示法觀測器設(shè)計(jì)方法本文介紹了離散控制系統(tǒng)的基本概念，包括連續(xù)信號(hào)、離散信號(hào)、離散系統(tǒng)、采樣過程、采樣開關(guān)和保持器。其中，采樣過程包括香農(nóng)采樣定理和零階保持器。離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型包括差分方程、z變換和脈沖傳遞函數(shù)，系統(tǒng)分析包括穩(wěn)定性分析、準(zhǔn)確性分析、快速性分析和校正方法。學(xué)習(xí)要點(diǎn)包括非線性系統(tǒng)的特點(diǎn)、典型非線性環(huán)節(jié)及其對(duì)系統(tǒng)性能的影響，以及非線性系統(tǒng)分析方法。描述函數(shù)法是一種方法，需要滿足自振的分析和計(jì)算條件。相平面法包括相平面、相軌跡、奇點(diǎn)、平衡點(diǎn)、相軌跡的走向和極限環(huán)等基本概念。要求掌握離散控制系統(tǒng)的相關(guān)概念和離散控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)的主要區(qū)別，掌握z變換、z反變換的概念及其主要性質(zhì)，理解采樣定理及采樣周期對(duì)離散控制系統(tǒng)的影響，理解零階保持器的具體含義及作用，熟悉脈沖傳遞函數(shù)的概念及其求解離散控制系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的方法。同時(shí)，要正確理解離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的含義及其穩(wěn)定的充要條件，掌握離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷方法，能根據(jù)系統(tǒng)要求確定滿足穩(wěn)定性的系統(tǒng)參數(shù)范圍。還要重點(diǎn)掌握計(jì)算離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差方法，了解離散控制系統(tǒng)極點(diǎn)分布與系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)之間的關(guān)系，能根據(jù)給定輸入求取離散控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。最后，要正確理解離散系統(tǒng)的校正方法和數(shù)字校正裝置的實(shí)現(xiàn)方法，能對(duì)離散系統(tǒng)進(jìn)行最少拍系統(tǒng)的校正和無穩(wěn)態(tài)誤差的最少拍系統(tǒng)的校正。相軌跡描述方法包括解析法和等傾線法。在學(xué)習(xí)線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的基本概念和本質(zhì)區(qū)別時(shí)，需要從系統(tǒng)組成、數(shù)學(xué)描述、動(dòng)態(tài)過程及分析方法等多方面進(jìn)行正確理解。同時(shí)，需要正確理解描述函數(shù)法的基本概念和應(yīng)用前提，并能利用該方法對(duì)系統(tǒng)作定性分析及求出一般近似解。重點(diǎn)掌握基于描述函數(shù)法計(jì)算系統(tǒng)自振參數(shù)及判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。此外，還需要正確理解相平面法的基本概念和特點(diǎn)，掌握開關(guān)線、奇點(diǎn)及其類型、極限環(huán)等概念，尤其能判斷奇點(diǎn)及其類型。最后，需要掌握線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的相軌跡繪制方法，包括解析法和等傾線法。知識(shí)結(jié)構(gòu)圖中，非線性微分方程是非線性系統(tǒng)的基