《《自動(dòng)控制原理復(fù)習(xí)》PPT課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《自動(dòng)控制原理復(fù)習(xí)》PPT課件（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、山 大 校 園 風(fēng) 景 學(xué) 習(xí) 指 導(dǎo) 與 小 結(jié) 本 門(mén) 課 程 為 4學(xué) 分 ， 考 試 方 式 ： 筆 試 ； 考 試 方法 ： 1頁(yè) 開(kāi) 卷 90 平 時(shí) 10 。 原 則 上 每 章 都 有 考題 ， 試 題 來(lái) 自 考 試 中 心 的 題 庫(kù) ， 題 庫(kù) 的 題 型 分 為概 念 題 、 計(jì) 算 題 、 畫(huà) 圖 題 三 類 ， 其 中 概 念 題 又 分為 : 名 詞 解 釋 填 空 單 項(xiàng) 選 擇 是 非 判 斷 簡(jiǎn) 答 等 試 題 以 考 察 學(xué) 生 的 基 本 理 論 、 基 本 知 識(shí) 、 基本 技 能 為 目 的 。 從 以 前 的 考 試 來(lái) 看 ， 系 統(tǒng) 校 正 的

2、工 程 作 圖 法 是 一 個(gè) 薄 弱 環(huán) 節(jié) ， 希 望 同 學(xué) 們 在 復(fù) 習(xí)時(shí) 加 強(qiáng) 訓(xùn) 練 。 第 一 章 自 動(dòng) 控 制 概 述1 基 本 原 理 （ 知 識(shí) 點(diǎn) ）1.自 動(dòng) 控 制 在 無(wú) 人 直 接 參 與 情 況 下 ， 利 用 控 制 裝 置使 被 控 對(duì) 象 的 被 控 量 自 動(dòng) 的 按 預(yù) 定 規(guī) 律 變 化 。2. 負(fù) 反 饋 控 制 原 理 將 輸 出 量 引 回 輸 入 端 ,與 輸 入 比 較 ,利 用所 得 偏 差 進(jìn) 行 控 制 ,使 偏 差 減 小 或 消 除 。 3. 術(shù) 語(yǔ)(1) 被 控 對(duì) 象 被 控 制 的 機(jī) 器 、 設(shè) 備 或 生 產(chǎn)過(guò) 程

3、 。(2) 被 控 量 描 述 被 控 對(duì) 象 工 作 狀 態(tài) 的 物 理量 。(3) 給 定 量 對(duì) 系 統(tǒng) 輸 出 量 的 希 望 值 。(4) 擾 動(dòng) 量 對(duì) 輸 出 量 有 不 利 影 響 的 輸 入 量 。4. 基 本 控 制 方 式 開(kāi) 環(huán) 控 制 、 閉 環(huán) 控 制 、復(fù) 合 控 制 。 5. 控 制 系 統(tǒng) 的 組 成 校 正 元 件執(zhí) 行 元 件放 大 元 件比 較 元 件測(cè) 量 元 件給 定 元 件控 制 器被 控 對(duì) 象自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 6. 基 本 分 類(1)線 性 與 非 線 性 系 統(tǒng) 的 分 類 狀 態(tài) 方 程變 系 數(shù) 微 分 方 程時(shí) 變 狀 態(tài) 方

4、程頻 率 特 性傳 遞 函 數(shù)常 系 數(shù) 微 分 方 程定 常線 性 系 統(tǒng) 描 述 本 質(zhì)非 本 質(zhì)狀 態(tài) 方 程非 線 性 微 分 方 程非 線 性 系 統(tǒng) 分 類描 述 狀 態(tài) 空 間 法頻 域 法根 軌 跡 法時(shí) 域 法分 析 法 狀 態(tài) 空 間 法時(shí) 域 法分 析 法 本 質(zhì)非 本 質(zhì) 線 性 化 法分 析 法 狀 態(tài) 空 間 法相 平 面 法描 述 函 數(shù) 法分 析 法(2)按 給 定 輸 入 形 式 分 類恒 值 、 隨 動(dòng) 、 程 序 控 制 系 統(tǒng) 。 7. 對(duì) 控 制 系 統(tǒng) 的 基 本 要 求要 求 輸 出 等 于 給 定 輸 入 所 要 求 的 期 望 輸 出 值 ；要

5、 求 輸 出 盡 量 不 受 擾 動(dòng) 的 影 響 。衡 量 一 個(gè) 系 統(tǒng) 是 否 完 成 上 述 任 務(wù) ， 把 要 求 轉(zhuǎn)化 成 三 大 性 能 指 標(biāo) 來(lái) 評(píng) 價(jià) ：穩(wěn) 定 系 統(tǒng) 的 工 作 基 礎(chǔ) ；準(zhǔn) 確 穩(wěn) 態(tài) 精 度 要 高 ， 誤 差 要 小 ?？?速 、 平 穩(wěn) 暫 態(tài) 過(guò) 程 時(shí) 間 要 短 ， 振 蕩 要 小 。 二 . 基 本 要 求 （ 考 點(diǎn) ）1.基 本 概 念2.明 確 系 統(tǒng) 的 工 作 原 理 ， 正 確 判 別 系 統(tǒng) 的控 制 方 式 。3.掌 握 由 系 統(tǒng) 工 作 原 理 圖 繪 方 框 圖 的 方 法 。 第 二 章 數(shù) 學(xué) 模 型1 基 本 概

6、 念1.傳 遞 函 數(shù)(1)定 義 在 線 性 定 常 系 統(tǒng) 中 ， 初 始 條 件 為 零 時(shí) ， 輸出 的 拉 氏 變 換 與 輸 入 的 拉 氏 變 換 之 比 。(2)性 質(zhì) G(s)僅 適 用 于 初 始 條 件 為 零 的 線 性 系 統(tǒng) 。 G(s)只 描 述 系 統(tǒng) 的 輸 入 、 輸 出 特 性 。 G(s)只 與 系 統(tǒng) 自 身 的 結(jié) 構(gòu) 、 參 數(shù) 有 關(guān) ， 與 輸 入 、初 始 條 件 無(wú) 關(guān) 。 G(s)中 總 是 n m 。 G(s) Lg(t) (3)求 取 由 微 分 方 程 由 有 源 、 無(wú) 源 電 網(wǎng) 絡(luò) 傳 遞 函 數(shù)由 信 號(hào) 流 圖 傳 遞 函

7、 數(shù)結(jié) 構(gòu) 圖圖 解 法 傳 遞 函 數(shù)由 微 分 方 程定 義 法 梅 遜 公 式化 簡(jiǎn) dtds 2. 結(jié) 構(gòu) 圖 （ 方 框 圖 ）(1)等 效 變 換(2)由 方 框 圖 求 閉 環(huán) 傳 遞 函 數(shù)(3)系 統(tǒng) 的 典 型 傳 遞 函 數(shù))( )()(,)( )()( )( )()(,)( )()( sN sEssN sCs sR sEssR sCs nen e 圖 2-24 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 的 典 型 方 框 圖 3.信 號(hào) 流 圖(1) 術(shù) 語(yǔ) 源 (匯 )節(jié) 點(diǎn) ， 前 向 通 路 ，回 路 ， 不 接 觸 回 路 。(2) Mason公 式 nk kkPsG 11)(PK 第

8、K條 前 向 通 路 的 增 益 K 第 K條 前 向 通 路 的 余 子 式 =1- L1+ L2-L3+(-1)m Lm 微 分 方 程 傳 遞 函 數(shù)方 框 圖 信 號(hào) 流 圖四 種 模 型 之 間 的 轉(zhuǎn) 換 關(guān) 系 二 .基 本 要 求 (考 點(diǎn) )(1)掌 握 傳 遞 函 數(shù) 的 定 義 和 性 質(zhì) ；(2)掌 握 用 拉 氏 變 換 解 微 分 方 程 的 方 法 ；(3)明 確 結(jié) 構(gòu) 圖 與 信 號(hào) 流 圖 的 關(guān) 系 ；(4)熟 練 運(yùn) 用 梅 遜 公 式 求 傳 遞 函 數(shù) 。 第 三 章 時(shí) 域 分 析 法一 .基 本 概 念 1. 穩(wěn) 定 性 (1)定 義 在 擾 動(dòng)

9、 消 失 后 ， 系 統(tǒng) 能 否 回 到原 來(lái) 平 衡 狀 態(tài) 的 性 能 。(2)條 件 必 要 條 件 特 征 方 程 系 數(shù) 均 為 正 ， 即 ai 0 (i =0, 1 n) 充 要 條 件 閉 環(huán) 特 征 根 均 為 負(fù) 實(shí) 部 ， 即 R e(si) 0條 件 下 ， 各 階 主 子 行 列 式 Di 0 （ i 1， 2 n） 。 穩(wěn) 定 性 只 與 系 統(tǒng) 自 身 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 有 關(guān) ， 而 與 初 始 條件 、 外 作 用 大 小 無(wú) 關(guān) 。 穩(wěn) 定 性 只 取 決 于 系 統(tǒng) 閉 環(huán) 極 點(diǎn) ， 而 與 系 統(tǒng) 零 點(diǎn) 無(wú)關(guān) 。 2.誤 差 及 穩(wěn) 態(tài) 誤 差(1)

10、誤 差 的 兩 種 定 義從 輸 出 端 定 義 誤 差 e (t)= c0(t) - c(t)從 輸 入 端 定 義 偏 差 e(t)=r(t)-b(t) 單 位 反 饋 系 統(tǒng) e (t)= e (t) 非 單 位 反 饋 系 統(tǒng) E(s)=H(s) e (s)(2)穩(wěn) 態(tài) 誤 差 定 義 穩(wěn) 定 系 統(tǒng) 誤 差 的 終 值 。)(lim)(lim 0s ssEtee tss j 只 有 對(duì) 穩(wěn) 定 的 系 統(tǒng) 計(jì) 算 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 才 有 意 義 ！ 一 階 系 統(tǒng) 時(shí) 域 分 析無(wú) 零 點(diǎn) 的 一 階 系 統(tǒng) TssG 1)( 11)( Tss)()( ttr 單位脈沖響應(yīng) TteT

11、tg 1)( (畫(huà) 圖 時(shí) 取 T=0.5)g(0)= T1g (0)= T12 一 階 系 統(tǒng) 時(shí) 域 分 析 TssG 1)( 11)( Tss)(1)( ttr Tteth 1)( (畫(huà) 圖 時(shí) 取 T=0.5)單位階躍響應(yīng) h(0)=1/Th(T)=0.632h()h(2T)=0.865h()h(3T)=0.95h()h(4T)=0.982h() 一 階 系 統(tǒng) 時(shí) 域 分 析 TssG 1)( 11)( Tssttr )( TtTeTttc )()( (畫(huà) 圖 時(shí) 取 T=0.5)單位斜坡響應(yīng) T 一 階 系 統(tǒng) 時(shí) 域 分 析TssG 1)( 11)( Tssr(t)= 1(t)

12、r(t)= t g(0)= T1g (0)= T12)()( ttr )()()( )(1)(1)( 222 tcdtdthdtdtg ttdtdtdtdt (2)典 型 二 階 系 統(tǒng) 數(shù) 學(xué) 模 型 22 22 2)()2()( nnnnn ssssssG 根 的 分 布 與 h(t)的 關(guān) 系 11100 1 122,1 nns j0 1 ns 2,1 22 22)( nnn sss j00 1 2 2,1 1 nn js j0 0 S1,2 = jn j0 不 同 時(shí) ,特 征 根 的 分 布 22 22)( nnn sss 躍 響 應(yīng) 定 性 分 析二 階 系 統(tǒng) 單 位 階 j0j

13、0 j0j0T11T21 1 10 1 0h(t)= 1 T 2tT1T2 1e+T1tT2T1 1e+ tn netth )1(1)()sin(11)( 2 teth dtn tth ncos1)( 過(guò) 阻 尼 臨 界 阻 尼欠 阻 尼 零 阻 尼 與 暫 態(tài) 指 標(biāo) 的 關(guān) 系、時(shí) ， 特 征 參 數(shù) n10 nn dd e 4t3t %100%tt s(2%)s(5%) 1pr 2 附 加 閉 環(huán) 零 點(diǎn) 對(duì) 系 統(tǒng) 性 能 的 影 響 附 加 閉 環(huán) 極 點(diǎn) 對(duì) 系 統(tǒng) 性 能 的 影 響 pr t ,t ，使 pr t ,t ，使(3)高 階 系 統(tǒng)1)偶 極 子 零 、 極 點(diǎn) 之

14、 間 的 距 離 比 它 們 的 幅 值 小一 個(gè) 數(shù) 量 級(jí) 。 零 、 極 點(diǎn) 可 抵 消 。2)閉 環(huán) 主 導(dǎo) 極 點(diǎn) 距 虛 軸 較 近 ,且 附 近 沒(méi) 有 其 它 的 閉 環(huán) 零 點(diǎn) 與 極 點(diǎn) 。 其 實(shí) 部 的 絕 對(duì) 值 應(yīng) 比 其 它 極 點(diǎn) 的 實(shí) 部 絕 對(duì) 值 小五 倍 以 上 。 二 . 基 本 要 求 (考 點(diǎn) )1.熟 悉 穩(wěn) 定 性 的 概 念 ,掌 握 代 數(shù) 穩(wěn) 定 判 據(jù) 及 根 據(jù) 穩(wěn)定 性 要 求 確 定 系 統(tǒng) 參 數(shù) 的 方 法 。2.掌 握 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 的 定 義 、 計(jì) 算 方 法 和 減 小 穩(wěn) 態(tài) 誤差 的 措 施 。3.掌 握 一

15、、 二 階 系 統(tǒng) 數(shù) 學(xué) 模 型 及 特 征 參 數(shù) 的 確 定 。4.掌 握 典 型 二 階 系 統(tǒng) 欠 阻 尼 情 況 下 性 能 指 標(biāo) 計(jì) 算 。5.應(yīng) 用 閉 環(huán) 主 導(dǎo) 極 點(diǎn) 概 念 把 高 階 系 統(tǒng) 簡(jiǎn) 化 為 低 階系 統(tǒng) ， 對(duì) 高 階 系 統(tǒng) 的 性 能 近 似 估 算 。 第 四 章 頻 率 響 應(yīng) 法一 .基 本 概 念 （ 知 識(shí) 點(diǎn) ）1.頻 率 特 性(1)定 義 線 性 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 態(tài) 輸 出 正 弦 量 與 輸 入 正 弦 量 的復(fù) 數(shù) 比 。(2)求 法 (3)圖 解 形 式 幅 相 圖 (Nyquist圖 ) 粗 略 畫(huà) 三 個(gè) 特 殊 點(diǎn) Bo

16、de圖 L()依 次 畫(huà) 出 ， j()疊 加 最 小 相 位 系 統(tǒng) G(s)中 ， 無(wú) 右 極 點(diǎn) 或 右 零 點(diǎn) 的 系 統(tǒng) 。(4)頻 率 響 應(yīng) jssG )( )(jt(sin)()( jRtct 2.穩(wěn) 定 性 分 析(1)Nyquist判 據(jù) N = p - z 穩(wěn) 定 條 件 ： 滿 足 z = p N = 0 或 z = P 2N1 = P 2(a1 b1)=0(2)對(duì) 數(shù) 穩(wěn) 定 判 據(jù) =0 穩(wěn) 定 條 件 ： j(c) (2k+1) (k=0, 1, 2 ) 和 L() 0時(shí) ， j() 穿 越 -線 的 次 數(shù) N1 = a1 b1 滿 足 z = p - 2N1

17、= 0(3)穩(wěn) 定 裕 量 相 角 裕 量 g 180+ G(j c)H(jc) 幅 值 裕 量 kg= -20lg G(jg)H(jg) 3.穩(wěn) 態(tài) 誤 差 計(jì) 算 ess 與 n、 k、 r(t)有 關(guān) 由 L()起 始 段 斜 率 和 位 置 確 定 n、 k ，再 根 據(jù) r(t)、 kp、 kv 、 ka確 定 ess 。二 .基 本 要 求 （ 考 點(diǎn) ）1.掌 握 頻 率 特 性 的 基 本 概 念 。2.運(yùn) 用 頻 率 特 性 確 定 系 統(tǒng) 穩(wěn) 態(tài) 響 應(yīng) 。3.掌 握 極 坐 標(biāo) 圖 和 Bode圖 的 繪 制 。4.掌 握 Nyquist穩(wěn) 定 判 據(jù) 及 穩(wěn) 定 裕 量

18、 的 計(jì) 算 。5.由 Bode圖 反 求 傳 遞 函 數(shù) 。 第 五 章 根 軌 跡 法一 .基 本 概 念1.定 義 開(kāi) 環(huán) 系 統(tǒng) 的 某 一 參 數(shù) 變 化 時(shí) ， 閉 環(huán) 極 點(diǎn)在 s平 面 上 移 動(dòng) 的 軌 跡 。2.分 類(1)常 規(guī) 根 軌 跡 （ 負(fù) 反 饋 系 統(tǒng) ， 以 K1為 參 變 量 ）(2)參 數(shù) 根 軌 跡 （ 負(fù) 反 饋 系 統(tǒng) ， 以 非 K1為 參 變 量 ）(3)零 度 根 軌 跡 （ 正 反 饋 系 統(tǒng) ， 以 K1為 參 變 量 ）3.根 軌 跡 方 程 G(s)H(s)= -1 (180根 軌 跡 )(1)幅 值 條 件 （ 必 要 條 件 ）

19、;(2)相 角 條 件 （ 充 要 條 件 ） 4.繪 制 規(guī) 則 （ 8條 ）由 規(guī) 則 只 能 確 定 主 要 特 征 ， 得 到 粗 略 根 軌 跡 。 1.正 確 理 解 根 軌 跡 的 概 念 。2.能 熟 練 應(yīng) 用 根 軌 跡 的 幅 值 條 件 和 相 角 條件 。3.能 用 繪 制 規(guī) 則 繪 制 常 規(guī) 根 軌 跡 與 參 數(shù) 根軌 跡 。 第 六 章 系 統(tǒng) 校 正 利 用 增 加 輔 助 裝 置 改 善 系 統(tǒng) 性 能 的 方 法 。 利 用 超 前 網(wǎng) 絡(luò) 的 相 角 超 前 特 性補(bǔ) 償 未 校 系 統(tǒng) 的 相 角 遲 后 ， 從 而 增 大 g， 改 善 系 統(tǒng)

20、暫態(tài) 性 能 。 利 用 滯 后 網(wǎng) 絡(luò) 幅 值 上 對(duì) 高 頻 的衰 減 作 用 減 小 c2 ， 但 保 持 c2 附 近 相 頻 曲 線 基 本 不變 ， 從 而 增 大 g， 改 善 系 統(tǒng) 暫 態(tài) 性 能 。 c ts g % 抗 干 擾 能 力 下 降 。 在 c 附 近 ， 隨 增 大 ， 相 角 滯 后 緩慢 增 加 的 情 況 。 c g、 % cts 在 c 附 近 ， 隨 增 大 ， 相 角 滯 后 急劇 增 加 的 情 況 。 1.熟 悉 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 與 校 正 的 基 本 概 念 。2.明 確 超 前 與 滯 后 校 正 的 作 用 、 優(yōu) 缺 點(diǎn)及 適 用 范

21、圍 。3.掌 握 用 頻 率 法 設(shè) 計(jì) 串 聯(lián) 超 前 校 正 和 串聯(lián) 滯 后 校 正 的 方 法 。 (采 用 工 程 作 圖 法 ） 第 七 章 離 散 控 制 系 統(tǒng)1.掌 握 香 農(nóng) 采 樣 定 理2.掌 握 用 z變 換 法 解 差 分 方 程 。3.掌 握 脈 沖 傳 遞 函 數(shù) G(z)及 系 統(tǒng) 輸 出信 號(hào) z變 換 C(z)的 求 法 。4.掌 握 判 斷 離 散 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性 的 方 法 。 第 八 章 非 線 性 系 統(tǒng) 分 析1.了 解 非 線 性 系 統(tǒng) 的 特 點(diǎn) 。2.掌 握 描 述 函 數(shù) 的 定 義 及 應(yīng) 用 條 件 。3.掌 握 穩(wěn) 定 性 判

22、 據(jù) 、 自 振 分 析 。4.根 據(jù) 描 述 函 數(shù) 判 定 非 線 性 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定性 ， 確 定 自 振 振 幅 和 頻 率 。 第 九 章 現(xiàn) 代 控 制 理 論 基 礎(chǔ) 一 .掌 握 由 微 分 方 程 （ 或 傳 遞 函 數(shù) ）建 立 系 統(tǒng) 能 控 、 能 觀 、 對(duì) 角 標(biāo) 準(zhǔn) 型 狀態(tài) 空 間 表 達(dá) 式 的 方 法 ， 二 .掌 握 線 性 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 方 程 的 求 解 。三 .掌 握 能 控 性 判 據(jù) 與 能 觀 性 判 據(jù) 。四 .由 狀 態(tài) 空 間 表 達(dá) 式 求 傳 遞 函 數(shù) 。 學(xué) 習(xí) 是 一 種 很 艱 苦 的 勞 動(dòng) ， 但 通 過(guò) 學(xué) 習(xí) 掌 握 的 知 識(shí) 是 牢 固 的 。 “ 學(xué) 問(wèn) 是 苦 根 上 長(zhǎng) 出 來(lái) 的 甜 果 ” 。 謝謝 ！