自动控制原理及其技术应用技术复习PPT课件
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自动控制原理及应用课件
确保系统能够满足定位要求。
控制算法设计
采用位置闭环控制算法，根据位置误 差调节执行机构的输出，实现位置的 精确控制。
抗干扰措施
设计滤波器、隔离电路等抗干扰措施， 提高系统对外部干扰的抵抗能力。
07
现代控制理论在自动控制中应用
状态空间法描述动态系统
01
状态变量的定义与 性质
状态变量是描述系统动态行为的 最小变量集，具有可观测性和可 控制性。
极限环与振荡
研究相平面上可能出现的极限环及其性质， 分析系统的振荡行为。
描述函数法分析非线性系统
描述函数的性质
研究描述函数的幅值、相位等特性，分析非 线性系统的频率响应。
描述函数的概念
用一次谐波分量近似表示非线性环节的输入 输出关系。
描述函数法的应用
利用描述函数法分析非线性系统的稳定性、 自振频率等动态特性。
利用数学表达式描述系统的输入-输出关系，便 于理论分析和计算。
表格描述法
通过列出系统在不同输入下的输出值，形成输入输出对应表，方便查阅和对比。
相平面法分析非线性系统
相平面的概念
在相平面上绘制系统状态变量的轨迹，反映 系统的动态行为。
平衡点与稳定性
通过分析相平面上的平衡点及其性质，判断 系统的稳定性。
03
Z变换在离散系统分 析和设计中的应用
利用Z变换可以分析离散系统的稳定 性、因果性和频率响应等特性，进而 进行系统设计和优化。同时，Z变换 也可以用于数字滤波器的设计和分析 等应用领域。ຫໍສະໝຸດ 05非线性系统分析
非线性特性描述方法
图形描述法
通过绘制系统的输入-输出特性曲线，直观展示 非线性特性。
解析描述法
02
状态空间方程的建 立
控制算法设计
采用位置闭环控制算法，根据位置误 差调节执行机构的输出，实现位置的 精确控制。
抗干扰措施
设计滤波器、隔离电路等抗干扰措施， 提高系统对外部干扰的抵抗能力。
07
现代控制理论在自动控制中应用
状态空间法描述动态系统
01
状态变量的定义与 性质
状态变量是描述系统动态行为的 最小变量集，具有可观测性和可 控制性。
极限环与振荡
研究相平面上可能出现的极限环及其性质， 分析系统的振荡行为。
描述函数法分析非线性系统
描述函数的性质
研究描述函数的幅值、相位等特性，分析非 线性系统的频率响应。
描述函数的概念
用一次谐波分量近似表示非线性环节的输入 输出关系。
描述函数法的应用
利用描述函数法分析非线性系统的稳定性、 自振频率等动态特性。
利用数学表达式描述系统的输入-输出关系，便 于理论分析和计算。
表格描述法
通过列出系统在不同输入下的输出值，形成输入输出对应表，方便查阅和对比。
相平面法分析非线性系统
相平面的概念
在相平面上绘制系统状态变量的轨迹，反映 系统的动态行为。
平衡点与稳定性
通过分析相平面上的平衡点及其性质，判断 系统的稳定性。
03
Z变换在离散系统分 析和设计中的应用
利用Z变换可以分析离散系统的稳定 性、因果性和频率响应等特性，进而 进行系统设计和优化。同时，Z变换 也可以用于数字滤波器的设计和分析 等应用领域。ຫໍສະໝຸດ 05非线性系统分析
非线性特性描述方法
图形描述法
通过绘制系统的输入-输出特性曲线，直观展示 非线性特性。
解析描述法
02
状态空间方程的建 立
《自动控制原理》PPT课件
4
4-1 根轨迹的基本概念
4-1-1 根轨迹
闭环极点随开环根轨迹增益变化的轨迹
目标
系统参数 连续、运动、动态
开环系统中某个参数由0变化到 时，
闭环极点在s平面内画出的轨迹。一 个根形成一条轨迹。
5
例4-1 已知系统如图，试分析 Kc 对系统特征根分布的影响。
R(s)
_ Kc
1
C(s)
s(s+2)
解：开环传递函数 G(s) Kc 开环极点：p1 0
s(s 2)
开环根轨迹增益：K * Kc 闭环特征方程：s2 2s K * 0
闭环特征根
2 s1,2
4 4K* 1
2
1 K*
p2 2
6
研究K*从0～∞变化时，闭环特征根的变化
K*与闭环特征根的关系 s1,2 1 1 K*
引言
时域分析法
优点：可以直接分析系统的性能 缺点：不能在参数变化时，预测系统性能；
不能在较大范围内，给出参数优化设 计的预测结果
系统的闭环极点
系统的稳定性 系统的动态性能
系统闭环特征方程的根
高阶方程情形 下求解很困难
系统参数（如开环放大倍数）的变化会引起其 变化，针对每个不同参数值都求解一遍根很麻 烦。
1 绘制依据 ——根轨迹方程
R(s) _
C(s) G(s)
闭环的特征方程：1 G(s)H(s) 0
H(s)
即：G(s)H(s) 1 ——根轨迹方程（向量方程）
用幅值、幅角的形式表示：
G(s)H(s) 1
G(s)H(s) [G(s)H(s)] 1(2k 1) G(s)H(s) (2k 1)
4-1 根轨迹的基本概念
4-1-1 根轨迹
闭环极点随开环根轨迹增益变化的轨迹
目标
系统参数 连续、运动、动态
开环系统中某个参数由0变化到 时，
闭环极点在s平面内画出的轨迹。一 个根形成一条轨迹。
5
例4-1 已知系统如图，试分析 Kc 对系统特征根分布的影响。
R(s)
_ Kc
1
C(s)
s(s+2)
解：开环传递函数 G(s) Kc 开环极点：p1 0
s(s 2)
开环根轨迹增益：K * Kc 闭环特征方程：s2 2s K * 0
闭环特征根
2 s1,2
4 4K* 1
2
1 K*
p2 2
6
研究K*从0～∞变化时，闭环特征根的变化
K*与闭环特征根的关系 s1,2 1 1 K*
引言
时域分析法
优点：可以直接分析系统的性能 缺点：不能在参数变化时，预测系统性能；
不能在较大范围内，给出参数优化设 计的预测结果
系统的闭环极点
系统的稳定性 系统的动态性能
系统闭环特征方程的根
高阶方程情形 下求解很困难
系统参数（如开环放大倍数）的变化会引起其 变化，针对每个不同参数值都求解一遍根很麻 烦。
1 绘制依据 ——根轨迹方程
R(s) _
C(s) G(s)
闭环的特征方程：1 G(s)H(s) 0
H(s)
即：G(s)H(s) 1 ——根轨迹方程（向量方程）
用幅值、幅角的形式表示：
G(s)H(s) 1
G(s)H(s) [G(s)H(s)] 1(2k 1) G(s)H(s) (2k 1)
第一章自动控制原理(1)(共59张PPT)
分类：正反馈和负反馈 一定的给定值对应一定的输出量。
下面是非线性系统的一些例子： 如步进电机，继电器开关。 人类对控制系统的基本原理（反馈）早有认识，并利用它创造许多装置。 C 麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定问题。
负反馈控制原理 ：利用反馈产生偏差，并利用 低精度元件可组成高精度系统；
❖ 1786年，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心 调节器，是自动控制领域的第一项重大成果。
5
瓦特
6
瓦特的蒸汽机
7
离心调速器工作原理
8
工作原理：进入蒸汽缸中的蒸汽量，可根据蒸汽机
的希望转速与实际转速的差值自动地进行调整。它的 工作原理是：根据希望的转速，设置输入量(控制量) 。如果实际转速降低到希望的转速值以下，则调速器 的离心力下降，从而使控制阀上升，进入蒸汽机的蒸 汽量增加，于是蒸汽机转速随之增加，直至上升到希 望的转速值时为止。反之，若蒸汽机的转速增加到超 过希望的转速值，调速器的离心力便会增加，造成控 制阀向下移动。这样就减少了进入蒸汽机的蒸汽量， 蒸汽机的转速也就随之下降，直到下降至希望的转速 时为止。
对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无 法自动补偿。。
28
主要特点：
输出不影响输入，对输出不需要测量，容易实现；
对构成系统的元部件精度要求高，只有元部件精度 高，系统的精度才能高；
系统的稳定性不是主要问题
结构简单，成本低廉，多用于系统结构参数稳 定和扰动信号较弱的场合
29
按扰动控制的开环控制方式：
❖ 闭环控制：为偏差控制，可以抑制内（系统参数变化）、 外扰动（负载变化）对被控制量产生的影响，因此，控制 精度高。但是结构复杂，成本高（价格成倍增加）；系统 设计、分析麻烦。
下面是非线性系统的一些例子： 如步进电机，继电器开关。 人类对控制系统的基本原理（反馈）早有认识，并利用它创造许多装置。 C 麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定问题。
负反馈控制原理 ：利用反馈产生偏差，并利用 低精度元件可组成高精度系统；
❖ 1786年，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心 调节器，是自动控制领域的第一项重大成果。
5
瓦特
6
瓦特的蒸汽机
7
离心调速器工作原理
8
工作原理：进入蒸汽缸中的蒸汽量，可根据蒸汽机
的希望转速与实际转速的差值自动地进行调整。它的 工作原理是：根据希望的转速，设置输入量(控制量) 。如果实际转速降低到希望的转速值以下，则调速器 的离心力下降，从而使控制阀上升，进入蒸汽机的蒸 汽量增加，于是蒸汽机转速随之增加，直至上升到希 望的转速值时为止。反之，若蒸汽机的转速增加到超 过希望的转速值，调速器的离心力便会增加，造成控 制阀向下移动。这样就减少了进入蒸汽机的蒸汽量， 蒸汽机的转速也就随之下降，直到下降至希望的转速 时为止。
对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无 法自动补偿。。
28
主要特点：
输出不影响输入，对输出不需要测量，容易实现；
对构成系统的元部件精度要求高，只有元部件精度 高，系统的精度才能高；
系统的稳定性不是主要问题
结构简单，成本低廉，多用于系统结构参数稳 定和扰动信号较弱的场合
29
按扰动控制的开环控制方式：
❖ 闭环控制：为偏差控制，可以抑制内（系统参数变化）、 外扰动（负载变化）对被控制量产生的影响，因此，控制 精度高。但是结构复杂，成本高（价格成倍增加）；系统 设计、分析麻烦。
《自动控制原理》课件
集成化：智能控制技术将更加集 成化，能够实现多种控制技术的 融合和应用。
添加标题
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网络化：智能控制技术将更加网 络化，能够实现远程控制和信息 共享。
绿色化：智能控制技术将更加绿 色化，能够实现节能减排和环保 要求。
控制系统的网络化与信息化融合
网络化控制：通过互联网实现远程控制和监控
现代控制理论设计方法
状态空间法：通过建立状态空间模型，进行系统分析和设计 频率响应法：通过分析系统的频率响应特性，进行系统分析和设计 极点配置法：通过配置系统的极点，进行系统分析和设计 线性矩阵不等式法：通过求解线性矩阵不等式，进行系统分析和设计
最优控制理论设计方法
基本概念：最优控制、状态方程、控制方程等 设计步骤：建立模型、求解最优控制问题、设计控制器等 控制策略：线性二次型最优控制、非线性最优控制等 应用领域：航空航天、机器人、汽车电子等
动态性能指标
稳定性：系统在受到扰动后能否恢复到平衡状态 快速性：系统在受到扰动后恢复到平衡状态的速度 准确性：系统在受到扰动后恢复到平衡状态的精度 稳定性：系统在受到扰动后能否保持稳定状态
抗干扰性能指标
稳定性：系统在受到干扰后能够 恢复到原来的状态
准确性：系统在受到干扰后能够 保持原有的精度和准确性
信息化控制：利用大数据、云计算等技术实现智能化控制
融合趋势：网络化与信息化的融合将成为未来控制系统的发展方向 应用领域：工业自动化、智能家居、智能交通等领域都将受益于网络化与 信息化的融合
控制系统的模块化与集成化发展
模块化：将复杂的控制系统分解为多个模块，每个模块负责特定的功能，便于设计和维护 集成化：将多个模块集成为一个整体，提高系统的性能和可靠性 发展趋势：模块化和集成化是未来控制系统发展的重要方向 应用领域：广泛应用于工业自动化、智能家居、智能交通等领域
自动控制原理(全套课件659P)
手动控制
人在控制过程中起三个作用： （1）观测：用眼睛去观测温度计和转速表的指示值；
（2）比较与决策：人脑把观测得到的数据与要求的数据相比较，并进行
判断节，如调节阀门开度、改变触点位置。
ppt课件 4
1.1 自动控制的基本概念
在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。 如数控车床按预定程序自动切削，人造卫星准确进入预定轨道并回收
ppt课件 6
控制系统分析：已知系统的结构参数，分析系统的稳定性，求取系
统的动态、静态性能指标，并据此评价系统的过程称为控制系统分 析。
控制系统设计（或综合）：根据控制对象和给定系统的性能指标，
合理的确定控制装置的结构参数，称为控制系统设计。 被控量 ：指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理 量。被控量又称输出量、输出信号 。 给定值：系统输出量应达到的数值（例如与要求的炉温对应的电 压）。 扰动：是一种对自动控制系统输出量起反作用的信号，如电源电压
闭环控制是指系统的被控制量（输出量）
与控制作用之间存在着负反馈的控制 方式。采用闭环控制的系统称为闭环
控制系统或反馈控制系统。闭环控制
是一切生物控制自身运动的基本规律。 人本身就是一个具有高度复杂控制能
力的闭环系统。
优点：具有自动补偿由于系统内部和外 部干扰所引起的系统误差（偏差）的
能力，因而有效地提高了系统的精度。
脑
手
输出量 （手的位置）
ppt课件
16
闭环控制系统方框图
ppt课件
17
反馈控制系统的组成、名词术语和定义
反馈控制系统方框图
ppt课件
18
1.2 自动控制理论的发展
自动控制原理复习总结课件
稳定性是控制系统的重要 性能指标之一，是实现系 统正常工作的前提条件。
劳斯稳定判据
STEP 02
STEP 01
劳斯稳定判据是一种通过 计算系统的极点和零点来 判定系统稳定性的方法。
STEP 03
如果劳斯判据的公式满足 条件，则系统是稳定的； 否则，系统是不稳定的。
它通过计算劳斯表的第一列 系数，并根据劳斯判据的公 式来判断系统是否稳定。
非线性控制系统设计的局限性在于 它需要深入了解系统的非线性特性 和动态行为，设计难度较大。
非线性控制系统设计需要采用特 殊的理论和方法，如相平面法、 描述函数法等。
非线性控制系统设计的主要优点是可 以实现对非线性系统的精确控制，适 用于具有复杂非线性特性的系统。
Part
06
控制系统的实现与仿真
控制系统的硬件实现
Simulink Real-
Time
基于MATLAB/Simulink的实时仿 真工具，可用于在硬件在环仿真 中测试控制算法。
dSPACE
由dSPACE公司开发的实时仿真和 测试工具，支持在控制器硬件上 快速实现和验证控制算法。
Part
07
自动控制原理的应用案例
温度控制系统
温度控制系统采用温度传感器检测环 境温度，通过控制器计算出控制信号， 驱动执行器调节加热或制冷设备，以 实现温度的自动控制。
性质
传递函数具有复数域内极点和零点的性质，这些极点和零点决定了 系统的动态响应特性。
应用
传递函数在控制系统分析中广泛应用于描述系统的频率响应特性和稳 定性。
动态结构图
定义
动态结构图是描述控制系统动态行为的图形表示方法，通过将系统各组成部分用图形符号表示， 并按照一定的逻辑关系连接起来形成完整的系统结构图。
自动控制原理总复习课件
通过分析根轨迹，可以了解系统在不同控制参数下的稳定性和动态 性能，为控制系统设计提供依据。
控制系统的状态空间分析
1 2
状态空间定义
状态空间是描述控制系统动态特性的一个数学模 型，它包括系统的状态变量和控制输入。
状态空间图
状态空间图包括状态方程图和输出方程图，它们 分别描述了系统状态变量和控制输入之间的关系。
VS
根轨迹法
根轨迹法是一种通过绘制系统极点的轨迹 来判断系统稳定性的方法。当系统参数变 化时，极点的轨迹会发生变化，通过观察 轨迹的变化可以判断系统的稳定性。
03
控制系统数学模型
线性时不变系统
定义
线性时不变系统是指系统的 输出与输入的关系是线性的 ，且不随时间变化的系统。
特性
线性时不变系统具有叠加性 、均匀性和时不变性等特性 。
详细描述
在工业生产中，自动控制系统被广泛应用于 各种设备和生产线中。通过自动化控制，可 以实现精准的控制和调节，提高生产效率、 降低能耗和减少人工干预，从而提高产品质 量和降低生产成本。例如，在钢铁、化工、 电力等行业中，自动化控制系统能够实现高
效的生产流程控制和优化。
智能家居控制系统应用
要点一
总结词
线性系统理论
线性系统理论是现代控制理论的基础，主要研究 线性时不变系统的分析和设计。
线性系统具有叠加性和均匀性，可用线性微分方 程描述其动态行为。
线性系统的稳定性、可控性和可观测性是线性系 统理论的重要研究内容。
最优控制理论
01
最优控制理论是现代控制理论的另一个重要分支， 主要研究如何优化系统的性能指标。
3
状态空间分析方法
通过分析系统的状态空间，可以了解系统的动态 性能和稳定性，为控制系统设计提供依据。
控制系统的状态空间分析
1 2
状态空间定义
状态空间是描述控制系统动态特性的一个数学模 型，它包括系统的状态变量和控制输入。
状态空间图
状态空间图包括状态方程图和输出方程图，它们 分别描述了系统状态变量和控制输入之间的关系。
VS
根轨迹法
根轨迹法是一种通过绘制系统极点的轨迹 来判断系统稳定性的方法。当系统参数变 化时，极点的轨迹会发生变化，通过观察 轨迹的变化可以判断系统的稳定性。
03
控制系统数学模型
线性时不变系统
定义
线性时不变系统是指系统的 输出与输入的关系是线性的 ，且不随时间变化的系统。
特性
线性时不变系统具有叠加性 、均匀性和时不变性等特性 。
详细描述
在工业生产中，自动控制系统被广泛应用于 各种设备和生产线中。通过自动化控制，可 以实现精准的控制和调节，提高生产效率、 降低能耗和减少人工干预，从而提高产品质 量和降低生产成本。例如，在钢铁、化工、 电力等行业中，自动化控制系统能够实现高
效的生产流程控制和优化。
智能家居控制系统应用
要点一
总结词
线性系统理论
线性系统理论是现代控制理论的基础，主要研究 线性时不变系统的分析和设计。
线性系统具有叠加性和均匀性，可用线性微分方 程描述其动态行为。
线性系统的稳定性、可控性和可观测性是线性系 统理论的重要研究内容。
最优控制理论
01
最优控制理论是现代控制理论的另一个重要分支， 主要研究如何优化系统的性能指标。
3
状态空间分析方法
通过分析系统的状态空间，可以了解系统的动态 性能和稳定性，为控制系统设计提供依据。
自动控制原理 ppt课件
ppt
12
美国的“铺路爪”雷达
——相控阵雷达
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13
自动控制理论的开端
• 1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论 文指出：
• 不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统 分析控制的不稳定。
• 建立系统微分方程，分析微分方程解的稳定 性，从而分析实际系统是否会出现不稳定现 象。这样，控制系统稳定性的分析，变成了 判别微分方程的特征根的实部的正、负号问 题。
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30
ppt
31
炉温控制系统方框图
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32
+ RP1 ug R0 R0
R1
- + uc
+
udo
M
-
-ut
RP2
TG
+
直流电机调 速系统
扰动
给定 ug
ue 放大器
触发器
晶阐管可 udo 电动机
n
装置
(-)
控制装置
控整流器
受控对象
ut
转速反
馈装置
方框图
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33
ppt
34
ppt
35
关键点：
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23
第一章 自动控制的一般概念
• 实例（示意图）
ppt
人工（手动）控制：
（1）对象：储液系统 （2）目标：液位 （3）眼睛：观察
液位变化 （4）大脑：分析、比
较、判断 （5）手/脚：动作执行
24
• 实例（示意图）
信号驱动设备
传 感 器
信号
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自动控制：
（1）对象：储液系统 （2）目标：液位 （3）传感器：检测
液位变化 （4）控制器：控制功能 （5）执行器：完成控制
自动控制原理课件ppt
03
非线性控制系统
非线性控制系统的特点
非线性特性
01
非线性控制系统的输出与输入之间存在非线性关系，
如放大器、继电器等。
复杂的动力学行为
02 非线性控制系统具有复杂的动力学行为，如混沌、分
叉、稳定和不稳定等。
参数变化范围广
03
非线性控制系统的参数变化范围很广，如电阻、电容
、电感等。
非线性控制系统的数学模型
线性控制系统的性能指标与评价
性能指标
衡量一个控制系统性能的好坏，需要使用一些性能指标，如响应时间、超调量、稳态误差等。
性能分析
通过分析系统的性能指标，可以评价一个控制系统的优劣。例如，响应时间短、超调量小、稳态误差小的系统性能较 好。
系统优化
根据性能分析的结果，可以对控制系统进行优化设计，提高控制系统的性能指标。例如，可以通过调整 控制器的参数，减小超调量；或者通过改变系统的结构，减小稳态误差。
。
采样控制系统的数学模型
描述函数法
描述函数法是一种分析采样控制系统的常用方法，通过将连续时间 函数离散化，用差分方程来描述系统的动态特性。
z变换法
z变换法是一种将离散时间信号变换为复平面上的函数的方法，可 用于分析采样控制系统的稳定性和性能。
状态空间法
状态空间法是一种基于系统状态变量的方法，可以用于分析复杂的采 样控制系统。
航空航天领域中的应用
总结词
高精度、高可靠性、高安全性
详细描述
自动控制原理在航空航天领域中的应用至关重要。例如 ，在飞机系统中，通过使用自动控制原理，可以实现飞 机的自动驾驶和自动着陆等功能，从而提高飞行的精度 和安全性。在火箭和卫星中，通过使用自动控制原理， 可以实现推进系统的精确控制和姿态调整等功能，从而 保证火箭和卫星能够准确地进行轨道变换和定点着陆。
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习题3－1
温度计闭环传递函数
(s) 1 Ts1
h(4T)98 oo 4T1min T0.25min
G(s) (s) 1 1(s) Ts
K 1 T
v
1
r(t)10t
ess1K01T 02.5C
G (s)E (s)1C (s)11 Ts R (s) R (s) T s 1T s 1
动态结构图
串联 并联 反馈 综合点和引出点的移动
串联 并联
反馈
梅逊公式
1 n
G(s) k1 Pkk
1 L a L b L cL d L e L f
L a —所有不同回路的回路增益之和；
LbLc —所有两两互不接触回路的回路增益乘积之和；
LLL d
e
f
—所有互不接触回路中，每次取其中三个回路 增益的乘积之和；
例2－15
P 1 G 1 G 2 G 3 ， 1 1 ， P 2 G 4 G 3 ， 2 1 L 1 ，
L 1 G 1 G 2 H 1 ， L 2 G 3 H 2 ， L 3 G 2 H 3 ，
1(L 1L 2L 3)L 1L 2 ，
C ( s ) P 1 1 P 2 2 G 1 G 2 G 3 G 4 G 3 ( 1 G 1 G 2 H 1 )
R ( s )
1 G 1 G 2 H 1 G 3 H 2 G 2 H 3 G 1 G 2 G 3 H 1 H 2
第三章 时域分析法
第一节 系统性能指标 第二节 一阶系统性能分析 第三节 二阶系统性能分析 第四节 高阶系统的时域分析 第五节 控制系统的稳定性分析 第六节 控制系统的稳态误差分析
已知系统传递函数 C(s) 2
试求系统在输入 r(t)1(t)
R(s) s2 3s2
作用下的输出 c (t )
C (s)s(s2 2 3s2)1 ss2 1s 12
e(t)12et e2t
P 1 G 1 G 2 G 3 ， 1 1 ， L 1 G 1 G 2 ， L 2 G 2 G 3 ， L 3 G 1 G 2 G 3 ， 1 ( L 1 L 2 L 3 ) ，
a0ddnntc(t)a1ddnn t11c(t) an1ddct(t)anc(t) b0ddm m tr(t)b1ddm m t11r(t) bm1ddrt(t)bmr(t)
传递函数
1、只适用于线性定常系统 2、传递函数只取决于系统（或元件）的结构和
参数，而与外施信号的大小和形式无关。 3、分母多项式s的最高阶次n总是大于或等于其
D ( s ) a n s n a n 1 s n 1 a 1 s a 0 0 an 0
(s) G(s) 1G(s)H(s)
第六节 控制系统的稳态误差分析
D(s)
e(t)r(t)b(t)
ess
lime(t) t
R (s) e ss ls i0e m r(t) ls i0s m E r(s) ls i0s m 1 G (s)H (s)
R(s)
A sN
mБайду номын сангаас
K(is 1)
G(s)H(s)
i 1 n
s (Tjs 1)
j 1
第四章 根轨迹分析法
第一节 根轨迹的基本概念 第二节 绘制根轨迹的基本方法 第四节 用根轨迹法分析系统性能
第五节 频率分析法
第一节 频率特性的基本概念 第二节 典型环节与系统的频率特性（例5
－4，例5－5） 第三节 用实验法确定系统的传递函数 第四节 用频率特性分析系统的稳定性 第五节 频率特性与系统性能的关系
分子多项式s的最高阶次m，即n>＝m，如果 n<m，将出现理想微分环节。在实际中是做不 到的。 4、传递函数是在零初始条件下定义的，不能反 映非零初始条件下的系统运动过程。 5、可用因式连乘来表示传递函数，利用零点和 极点。
C R ( (s s) )b a m ns sm n a b n m 1 1 s sn m 1 1 ... . .a .b 1 1 s s a b 0 0G (s)
C (s)P 1 1
G 1 G 2G 3
R (s) 1G 1 G 2G 2G 3G 1 G 2G 3
P 1 G 1 G 2 G 3 ， 1 1 ， P 2 G 1 G 4 ， 2 1 ，
L 1 G 1 G 2 H 1 ， L 2 G 2 G 3 H 2 ， L 3 G 1 G 2 G 3 ， L 4 G 1 G 4 ，
L 5 G 4 H 2 ， 1 ( L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 ) ，
C ( s ) P 1 1 P 2 2
G 1 G 2 G 3 G 1 G 4
R ( s ) 1 G 1 G 2 H 1 G 2 G 3 H 2 G 1 G 2 G 3 G 1 G 4 G 4 H 2
自动控制原理
复习
第一章 概述
控制装置与受控对象 给定值与被控量 开环控制与闭环控制 线性系统与非线性系统 连续系统与采样系统 恒值系统与随动系统 稳定性、快速性和准确性
系统原理方框图
给定 温度
u
ur
f
ue
uI
ua
给定水位
电位器
放大器
电动机
浮球、 电位器
减速器
实际水位
阀门
水箱
第二章 自动控制系统的数学模型
第一节 系统性能指标
第二、三节 一、二阶系统性能分析
一阶系统单位阶跃响应调节时间
(s) K 1 sK Ts1
ts 3T
二阶系统
R(s)
(s)
2 n
s2 2 nsn2
2 n
C(s)
s(s 2 n )
p%e 12 10% 0
ts 3T ts 4T
5% 2%
1 T
n
第五节 控制系统的稳定性分析
P 1 G 1 G 2 G 3 ， 1 1 ， P 2 G 4 ， 2 ， L 1 G 1 G 2 H 1 ， L 2 G 2 H 1 ， L 3 G 2 G 3 H 2 ， 1 (L 1 L 2 L 3 )
C R ( ( s s ) ) P 1 1 P 2 P 2 P 1 1 G 4 1 G 1 G 2 H 1 G 1 G G 2 2 G H 3 1 G 2 G 3 H 2