自控部分复习知识点.docx

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自控部分复习知识点

目录

单元六系统的校正与设计（只考概念）2

校正的分类：

2

单元一自动控制系统绪论2

1自动控制的概念2

2自动控制分类2

单元二自动控制系统的数学模型3

1传递函数的定义3

2常用的拉氏变换3

3典型环节的传函3

4微分方程、求传函、画结构图的题目3

第三章时域分析9

1.四大输入信号9

2.动态性能指标9

3.一阶、二阶系统初态指标的相关计算-劳斯判据-稳态误差计算9

第四章根轨迹（只考概念）12

第五章频域分析法（考试重点）12

1概念12

2典型环节的伯德图12

3考题类型12

单元六系统的校正与设计（只考概念）

校正的分类：

1.按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正方式可以分为五种：

1）串联校正2）并联校正3）前馈校正4）反馈校正5）复合校正

2.串联校正的分类：

1）超前校正2）滞后校正3）滞后超前校正4）PID调节器

3.每种校正的特点：

1）串联校正：

设计简单，易实现，价格低廉，但是效果不太好。

2）反馈校正：

a.能有效地改变被包围环节的动态结构、参数；

b.减弱了元件特性变化对整个系统的影响，从而反馈校正对系统元件

特性的稳定性要求低。

单元一自动控制系统绪论

1自动控制的概念

所谓的自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用控制器或控制装置来控制机器、

设备或生产过程等，使其受控物理量自动地按照预定的规律变化，以达到控制目的。

2自动控制分类

2.1自动控制的分类：

1）开环控制2）闭环控制3）复合控制

2.2各个控制的特点：

1）开环：

系统结构简单、维护容易、成本低，不存在稳定性问题。

但是

系统抗干扰能力差。

2）闭环：

系统能自动地跟踪给定信号，减小跟踪误差，提高控制精度，抑制扰动信号的干扰，降低了前向通路中元件的精度要求。

还使得整个系统对某些非线性影响不灵敏。

3）复合：

精度高，造价高，维修成本高。

2.3对系统性能的基本要求

1）稳定性----稳（

）

2）动态性能----快（ts）

3）稳态性能----准（ess）

单元二自动控制系统的数学模型

1传递函数的定义

线性定常系统，零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为线性定常系统的传递函数。

2常用的拉氏变换

3典型环节的传函

3.1比例环节

G=K

3.2惯性环节

G=

3.3积分环节

G=

3.4微分环节

G=

3.5振荡环节

G=

4微分方程、求传函、画结构图的题目

结构图的化间重点考引出点的移动，运算点的移动不做重点考察。

第二章作业重点看2-1的（a）、（b）

第三章时域分析

1.四大输入信号

1.单位阶跃信号

2.单位.斜坡信号

3.单位脉冲信号

4.单位抛物线信号

2.动态性能指标

2.1延迟时间td：

指输出响应第一次到达稳态值的50%所需要的时间。

2.2上升时间tr：

指输出响应从稳态值得10%上升到90%所需要的时间。

2.3峰值时间tp：

指输出响应输出响应超过其稳态值到达的第一个峰值所需要的时间。

2.4调节时间ts：

指当输出量和稳态值之间的偏差达到允许范围（即误差带

，一般取稳态值的

或

）以后

并一直保持在此范围内所需要的最短时间。

2.5超调量

：

指的是动态过程中输出响应的最大值超过稳态值得百分数。

一阶、二阶系统初态指标的相关计算-劳斯判据-稳态误差计算

系统的动态性能指标的计算另见77页的例题3-2（必看）

第四章根轨迹（只考概念）

1.偶极子：

对靠得很近或相等的零极点，彼此将相互抵消，其结果使留数等于零，此类零极点叫偶极子

2.根轨迹的规则：

法则3根轨迹连续且对称于实轴。

第五章频域分析法（考试重点）

1概念

1.1频率特性的定义：

将线性定常系统的频率特性为输出信号的傅氏变换

与输入信号的傅氏变换R（jw）之比，表示为：

G（jw）=

1.2幅相频率特性又称为极坐标图、奈奎斯特图

1.3对数频率特性又称为对数极坐标图、伯德图

1.4最小相位系统：

系统的传递函数在S的右平面上没有零极点，而且不包含延迟环节，称为最小相系统。

否则称为非最小相系统。

2典型环节的伯德图

参见书本第156-166页

3考题类型

3.1奈氏图的绘制、判断系统稳定性

其中，n为分母上的最高阶次，m为分子上的最高阶次。

3.2伯德图的绘制

1）根据传函画伯德图

2）根据伯德图写传函

画伯德图的例题

根据伯德图求传递函数的例题

解析：

K=

由低频段的-40dB可知，积分环节个数V=2。

3.3奈氏稳定判据（注意是开环传递函数）

3.3.1下面的是不含积分环节的奈氏判据

如果将N和P*180各自乘以2，则闭环稳定的条件变为：

逆时针绕（-1，j0）的圈数的2倍等于不稳定极点个数P时，系统稳定。

否则不稳定。

3.3.2下面是含积分环节的奈氏判据

注意修正的圆弧为积分个数与90°的乘积，方向是从实轴到W=0+

***********************************************************************************************************

3.3与3.1的综合（很有可能出现的考题类型）

个人认为：

右侧的图中的解题过程特殊点可以不用求，可以直接由3.1中直接画出。

下面这道题便验证了这个想法

对于同时存在惯性和一阶微分环节的传函，必须注意两者时间常数T的大小。

当惯性环节的时间常数小时，图象向下弯。

当一阶微分环节的时间常数小时，图象向上弯。

记忆方法：

谁小就朝谁的方向弯。

解释：

一阶微分位于分子位置（方向是上），一阶微分的时间常数小时，就朝上弯。

3.4奈氏判据在对数频率特性上的表示

注意：

P为开环传函在虚轴右平面的极点个数

3.5系统的相对稳定性及稳定裕量

上图是奈氏图上相位和幅值裕度

重点看相位裕量

另外参考书本188页例题5-12