自动控制原理课程总结1
自动控制原理总结归纳报告
9.预测控制(Predictive Control)
预测控制是在工业实践过程中独立发展起来的一种新型控制方法,它不仅适用于工业过程这种“慢过程”的控制,也能适用于快速跟踪的伺服系统这种“快过程”控制。目前实用的预测控制方法有动态矩阵控制(DMC),模型算法控制(MAC),广义预测控制(GPC),模型预测启发控制(MPHC)以及预测函数控制(PFC)等。这
系统分析方法是控制系统综合设计的基础这部分的内容主要包括时域分析法、根轨迹法、频域响应法是控制理论的重点。在控制系统中稳定性、快速性和准确性是对控制系统的基本要求也是衡量系统性能的重要指标控制系统不同的分析问题方法都是紧紧围绕这三个方面展开的。只要抓住这个特点就抓住了系统分析的关键有助于加深对不同方法的理解。例如以我军某军舰上的雷达定位系统为例假设给定目标信号要求设计控制器使系统在给定输入下跟踪指定目标最小且抗干扰性最好。这些生动的工程实例大大激发了我的兴趣使我感受到了控制理论的魅力深刻理解了
既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理过于集中带来的危险,而且还有大规模数据采集、处理的功能以及较强的数据通信能力。
分布式控制系统既有计算机控制系统控制算法灵活,精度高的优点,又有仪表控制系统安全可靠,维护方便的优点。它的主要特点是:真正实现了分散控制;具有高度的灵活性和可扩展性;较强的数据通信能力;友好而丰富的人机联系以及极高的可靠性。
关键字:控制 方法 发展
正文:
一、自动控制理论的分析方法:(1)时域分析法;(2)频率法;(3)根轨迹法;(4)状态空间方法;(5)离散系统分析方法;(6)非线性分析方法
完整版)自动控制原理知识点汇总
完整版)自动控制原理知识点汇总自动控制原理总结第一章绪论在自动控制中,被控对象是要求实现自动控制的机器、设备或生产过程,而被控量则是表征被控对象工作状态的物理参量或状态参量,如转速、压力、温度、电压、位移等。
控制器是由控制元件组成的调节器或控制装置,它接受指令信号,并输出控制作用信号于被控对象。
给定值或指令信号r(t)是要求控制系统按一定规律变化的信号,是系统的输入信号。
干扰信号n(t)又称扰动值,是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。
反馈信号b(t)是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。
偏差信号e(t)是指给定值与被控量的差值,或指令信号与反馈信号的差值。
闭环控制的主要优点是控制精度高,抗干扰能力强。
但是使用的元件多,线路复杂,系统的分析和设计都比较麻烦。
对控制系统的性能要求包括稳定性、快速性和准确性。
稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能,而准确性则是衡量系统稳态精度的指标,反映了动态过程后期的性能。
第二章控制系统的数学模型拉氏变换是一种将时间域函数转换为复频域函数的数学工具。
单位阶跃函数1(t)、单位斜坡函数、等加速函数、指数函数e-at、正弦函数sinωt、余弦函数cosωt和单位脉冲函数(δ函数)都有其典型的拉氏变换。
拉氏变换的基本法则包括线性法则、微分法则、积分法则、终值定理和位移定理。
传递函数是线性定常系统在零初始条件下,输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比,称为系统或元部件的传递函数。
动态结构图及其等效变换包括串联变换法则、并联变换法则、反馈变换法则、比较点前移“加倒数”和比较点后移“加本身”,以及引出点前移“加本身”和引出点后移“加倒数”。
梅森公式是一种求解传递函数的方法,典型环节的传递函数包括比例(放大)环节、积分环节、惯性环节、一阶微分环节、振荡环节和二阶微分环节。
第三章时域分析法时域分析法是一种分析控制系统时域特性的方法。
其中,时域响应包括零状态响应和零输入响应。
自动控制原理知识点总结(通用4篇)
自动控制原理知识点总结第1篇频率特性分为两种,分别是A(ω) 幅频特性和 φ(ω) 相频特性。
对于一个一阶线性定常系统对正弦输入信号 Asinωt 的稳态输出 Ysin(ωt +ψ) ,仍是一个正弦信号,其特点:①频率与输入信号相同;②振幅 Y为输入振幅A的 |G(jω)| 倍;③相移为 ψ = ∠G(jω)。
振幅 Y 和相移 ψ都是输入信号频率 ω 的函数,对于确定的 ω 值来说,振幅Y和相移 ψ 都将是常量。
|G(jω)| = Y / A 正弦输出对正弦输入的幅值比—幅频特性∠G(jω) = ψ正弦输出对正弦输入的相移—相频特性理论上可将频率特性的概念推广的不稳定系统,但是,系统不稳定时,瞬态分量不可能消失,它和稳态分量始终同时存在,所以,不稳定系统的频率特性是观察不到的。
(1)幅相曲线:对于一个确定的频率,必有一个幅频特性的幅值和一个幅频特性的相角与之对应,幅值与相角在复平面上代表一个向量。
当频率ω从零变化到无穷时,相应向量的矢端就描绘出一条曲线。
这条曲线就是幅相频率特性曲线,简称幅相曲线。
(2)幅频特性曲线:对数幅频特性曲线又称为伯德图(曲线)。
对数频率特性曲线的横坐标是频率 ω ,并按对数分度,单位是[rad/s] .对数幅频曲线的纵坐标表示对数幅频特性的函数值,线性分度,单位是[dB],此坐标系称为半对数坐标系。
对数相频特性曲线的纵坐标表示相频特性的函数值,线性分度 , 单位是 (0) 或(弧度),频率特性G(jω) 的对数幅频特性定义如下 L(ω) = 20lg |G(jω)| 对数分度优点:扩大频带、化幅值乘除为加减、易作近似幅频特性曲线图。
(3)对数幅相曲线(又称尼柯尔斯曲线):其特点是纵、横坐标都线性分度,对数幅相图的横坐标表示对数相频特性的相角,纵坐标表示对数幅频特性的幅值的分贝数。
自动控制原理知识点总结第2篇一阶系统的数学模型(1)单位阶跃响应——输入 r(t) = 1(t),输出 h(t) = 1 - e-t/T, t >0 特点:●可以用时间常数去度量系统的输出量的数值。
自动控制原理知识点总结1~3章
自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2、被控制量:在控制系统中.按规定的任务需要加以控制的物理量。
3、控制量:作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。
4、扰动量:干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入。
5、反馈:通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。
反送到输入端的信号称为反馈信号。
6、负反馈:反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。
7、负反馈控制原理:检测偏差用以消除偏差。
将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。
然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。
8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。
9、开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。
10、闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。
主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。
11、控制系统的性能指标主要表现在:(1)、稳定性:系统的工作基础。
(2)、快速性:动态过程时间要短,振荡要轻。
(3)、准确性:稳态精度要高,误差要小。
12、实现自动控制的主要原则有:主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。
第二章1、控制系统的数学模型有:微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。
2、传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法:对系统的微分方程取拉氏变换,或化简系统的动态方框图。
对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络,一般采用运算阻抗的方法求传递函数。
4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。
自动控制原理总结
⾃动控制原理总结⾃动控制原理1. ⾃动控制的⼀般概念反馈系统的基本组成测量元件给定元件⽐较元件放⼤元件执⾏元件校正元件⾃动控制系统的基本控制⽅式反馈控制⽅式⽆论什么原因使被控量偏离期望值⽽出现偏差时,必定会产⽣⼀个相应的控制作⽤去降低或消除这个偏差。
开环控制⽅式特点是控制装置与被控对象之间只有顺向作⽤⽽没有反向联系,系统的输出量不会对系统的控制作⽤产⽣影响。
⾃动控制系统的分类线性连续控制系统线性定常离散控制系统⾮线性控制系统系统只要有⼀个元部件的输⼊-输出特性是⾮线性的,这类系统就称之为⾮线性控制系统。
对⾃动控制系统的基本要求稳定性我们先讨论为什么控制系统会不稳定。
由于⼀般的控制系统都含有⼀个储能元件或者惯性元件,这类元件的能量不可能发⽣突变。
因此从被控量偏离期望值,到控制量做出反应,需要⼀定的延缓时间,这个过程称为过渡过程。
当控制量已经回到期望值⽽使偏差为零时,执⾏机构本应⽴刻停⽌,但是由于过渡过程的存在,使得控制量反⽽向反向变化,如此反复进⾏,使得被控量在期望值附近来回摆动,这个过程呈现振荡形式。
如果这个振荡是逐渐减弱的,即控制量最终会回到期望值,我们称这个系统是稳定的;如果振荡逐渐增强,我们称这个系统是不稳定的。
快速性前⾯提到,虽然稳定系统最终会回到稳定状态,但是这个回到稳定状态的快慢对于⼀些系统来说是⾮常关键的。
⼀般从控制开始,到系统的输出量在期望值的⼀定误差范围内来回摆动的时间,我们称之为调节时间。
这个时间⼀般可以⽤来反映系统调节的快慢。
⽽在调节过程,⼀般振荡都会有个最⼤振幅,最⼤振幅⼀般也对于⼀些系统来说也⾮常重要,我们⽤来这个最⼤振幅与期望值的差与期望值的⽐值来反映系统的这个性质,称之为超调量。
准确性尽管前⾯我们提到稳定系统最终会趋于稳定,但是是在期望值的允许误差范围内,即使在很⼤的时间长度上,最终输出量也难以与期望值完全⼀致。
我们将⽆穷的时间尺度下,最终输出量与期望值之差成为稳态误差,稳态误差为⽆穷⼤的系统说明不稳定。
自动控制原理《自动控制原理》学习心得(通用10篇)
自动控制原理《自动控制原理》学习心得自动控制原理《自动控制原理》学习心得(通用10篇)当我们经过反思,对生活有了新的看法时,常常可以将它们写成一篇心得体会,这样能够培养人思考的习惯。
那么问题来了,应该如何写心得体会呢?下面是小编帮大家整理的自动控制原理《自动控制原理》学习心得,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
自动控制原理《自动控制原理》学习心得篇1《自动控制原理》包括经典控制和现代控制两个部分,其主要研究的内容识时域分析、频域分析以及状态空间表达,涉及的内容很多,要想研究生入学考试取得一个很好的成绩,我认为在平常的自控学习中应该注意以下问题。
1、弄清自动控制理论课程的特点和难点自动控制理论的两门课程都是来源于控制实践的理论课程,具有以下三个特点:概念抽象;与数学联系紧密;实践性强。
不论是“自动控制原理”还是其后续课程“现代控制理论”,教材里面的许多概念和术语都定义得非常抽象,常常让我们感觉一头雾水,理解起来比较困难。
概念的抽象性成了学习道路上的第一个拦路虎。
此外,该课程在学习过程中涉及到对多门数学知识的运用,如“高等数学”、“积分变换”、“复变函数”、“线性代数”等等。
对数学知识的掌握和灵活运用是我们学习的第二道难关。
第三个难点是理论与实践容易脱节,很多学生往往注重理论学习而轻视实践结果往往只会“纸上谈兵”而短缺工程实践能力。
因此,我们要在教师引导和帮助下顺利入门,掌握课程的精髓和要点,并且能够“由厚及薄”,达到对课程整体的把握,具有一定的工程概念和实践能力。
2、弄清课程教学中应当注意的一些问题2.1以数学模型为基础,以系统分析为主线自动控制理论的主要内容是系统分析。
按照一般高校的教学大纲,不论是“自动控制原理”还是“现代控制理论”课程,数学模型和系统分析的内容都占到整个课程内容的80%左右,其中系统分析大约占60%。
可见,我们应当遵循系统分析这条主线,通过一定的实例分析和各种各样的系统训练,重点培养我们的系统分析能力。
自动控制原理总总结
自动控制原理总总结集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#《自动控制原理》总复习1. 2. 3. 4. 5. 对自动控制系统的基本要求:稳、快、准。
6. 典型输入信号:脉冲、阶跃、斜坡、抛物线、正弦。
二、基本要求1. 对反馈控制系统的基本控制和方法有一个全面的、整体的了解。
2. 掌握自动控制系统的基本概念、术语,了解自动控制系统的组成、分类,理解对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。
3. 了解控制系统的典型输入信号。
4. 掌握由系统工作原理图画方框图的方法。
三、内容结构图1(1(32(1)结构图及其等效变换,梅逊公式的应用;(2)信号流图及梅逊公式的应用。
二、基本要求1、正确理解数学模型的特点,对系统的相似性、简化性、动态模型、静态模型、输入变量、输出变量、中间变量等概念,要准确掌握。
2、了解动态微分方程建立的一般方法及小偏差线性化的方法。
3、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法,并对解的结构、运动模态与特征根的关系、零输入响应、零状态响应等概念有清楚的理解。
4、正确理解传递函数的定义、性质和意义。
熟练掌握由传递函数派生出来的系统开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数、典型环节传递函数等概念。
(#)5、掌握系统结构图和信号流图两种数学模型的定义和绘制方法,熟练掌握控制系统的结构图及结构图的简化,并能用梅逊公式求系统传递函数。
(##)6、传递函数的求取方法:1)直接法:由微分方程直接得到。
2)复阻抗法:只适用于电网络。
3)结构图及其等效变换,用梅逊公式。
4)信号流图用梅逊公式。
4.一般了解高阶系统的暂态响应,掌握闭环主导极点的概念。
5.了解稳定性的概念,掌握线性定常系统稳定的充要条件(#)。
6.重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用(#)(#),对Hurwitz判据有一般了解。
能根据系统要求确定满足稳定的系统参数范围(#)(#)。
7.了解稳态误差的概念、定义、产生原因、类型。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结一、自动控制系统的基本概念自动控制,简单来说,就是在没有人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象按照预定的规律运行。
一个典型的自动控制系统通常由控制对象、控制器、测量元件和执行机构等部分组成。
控制对象就是我们要控制的那个东西,比如一个电机、一个温度场或者一个生产过程。
控制器则是根据输入的偏差信号,按照一定的控制规律产生控制作用,去驱动执行机构。
测量元件负责测量被控量,并将其转化为电信号反馈给控制器。
执行机构接受控制器的控制信号,对控制对象施加作用。
自动控制系统按照有无反馈可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统的输出量对系统的控制作用没有影响,结构相对简单,但控制精度较低。
闭环控制系统则将输出量反馈回来与给定值进行比较,形成偏差,然后根据偏差来调整控制作用,因此控制精度高,但系统相对复杂,可能会出现稳定性问题。
二、控制系统的数学模型要对一个控制系统进行分析和设计,首先要建立它的数学模型。
数学模型就是用数学语言来描述系统的输入、输出和内部状态之间的关系。
常见的数学模型有微分方程、传递函数和状态空间表达式。
微分方程是最基本的描述形式,但求解比较复杂。
传递函数则是在零初始条件下,输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。
它可以方便地分析系统的频率特性和稳定性。
状态空间表达式则能更全面地描述系统的内部状态和动态特性。
建立数学模型的方法有分析法和实验法。
分析法是根据系统的物理规律和结构,推导出数学方程。
实验法则是通过对系统施加输入信号,测量输出响应,然后用系统辨识的方法得到数学模型。
三、控制系统的时域分析时域分析是直接在时间域上研究系统的性能。
主要的性能指标有稳态误差、上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。
稳态误差反映了系统的准确性,它与系统的类型和输入信号的形式有关。
对于单位阶跃输入, 0 型系统有稳态误差,1 型及以上系统稳态误差为零。
上升时间、峰值时间和调节时间反映了系统的快速性。
自动控制原理课程总结
2.若在虚轴上,表示临界稳定,也就是不断振荡
3.假如有根轨迹全部都在 S 右半平面,则Байду номын сангаас示无论选择什么参数,系统都是不稳 定的。
根轨迹法的基本任务在于:如何由已知的开环零、极点的分布及根轨迹增益,通 过图解的方法找出闭环极点。一旦闭环极点被确定,闭环传递函数的形式便不难 确定,因为闭环零点可由式直接得到。在已知闭环传递函数的情况下,闭环系统 的时间响应可利用拉氏反变换的方法求出,或利用计算机直接求解。开环系统的 根轨迹增益与开环系统的增益 K 之间仅相差一个比例常数,这个比例常数只与 开环传递函数中的零点和极点有关。根轨迹增益(或根轨迹放大系数)是系统的 开环传递函数的分子﹑分母的最高阶次项的系数为1的比例因子。利用根轨迹我 们可以求出系统的稳定性,系统的稳态性能,系统的动态性能等。绘制根轨迹的 相角条件与系统开环根轨迹增益 K 值的大小无关。即在 S 平面上,所有满足相 角条件的点的集合的构成系统的根轨迹图。即相角条件是绘制根轨迹的主要依 据。绘制根轨迹的幅值条件与系统开环根轨迹增益 K 值的大小有关。即 K 值的 变化会改变系统的闭环极点在 S 平面上的位置。在系数参数全部确定的情况下, 凡能满足相角条件和幅值条件的 S 值,就是对应给定参数的特征根,或系统的 闭环极点。由于相角条件和幅值条件只与系统的开环传递函数有关,因此,已知
系统的开环传递函数便可绘制出根轨迹图。绘制根轨迹的法则在总结里就不在列 写,主要是书上都有,此小结主要写自己的感悟。
第五章讲述了线性系统的频域分析法,由于控制中的信号可以表示为不同频 率正弦信号的合成,应用频率特性研究系统的经典方法就是所谓的频域分析法。 频域分析法是应用频率特性研究线性系统的一种图解方法。频率特性和传递函数 一样,可以用来表示线性系统或环节的动态特性。建立在频率特性基础上的分析 控制系统的频域法弥补了时域分析法中存在的不足,因而获得了广泛的应用。所 谓频率特性,是指在正弦输入信号的作用下,线性系统输出的稳态响应。接下讨 论的是频率特性的图像表示法方法主要有三种,即极坐标图、对数坐标图和对数 幅相图。频率特性 G(jw)是频率 w 的复变函数,其模|G(jw)|与相角∠G(jw)可以 在复平面上用一个矢量来表示。当频率 w 从零到正无穷变化时,变化时,矢量 端点的轨迹就表示频率特性的极坐标图。极坐标图又称幅相图或奈魁斯特 (Nyquist)图。在极坐标图上,规定矢量与实轴正方向的夹角为频率特性的相位角, 且按逆时针方向为正进行计算。接着讨论对数坐标图,通过半对数坐标分别表示 幅频特性和相频特性的图形,称为对数坐称图或波德(Bode)图。对数坐标图在频 率法中应用最为广泛。它的主要优点是:①利用对数运算可以将串联环节幅值的 乘除运算转化为加减运算;②可以扩大所表示的频率范围,而又不降低低频段的 准确度;③可以用渐近线特性绘制近似的对数频率特性,从而使频率特性的绘制 过程大大简化。绘制对数坐标图时先写出以时间常数表示、以典型环节频率特性 连乘积形式的开环频率特性;然后求出各环节的转角频率,并从小到大依次标注 在对数坐标图的横坐标上;计算20lgK 的分贝值,其中 K 是系统开环放大系数。 过 w =1、20lgK 这一点做斜率为-20vdB/dec 的直线,此即为低频段的渐近线, 其中 v 是开环传递函数中积分环节的个数;接着,绘制对数幅频特性的其它渐近 线;最后给出不同 w 值,计算对应的φi ,再进行代数相加,画出系统的开环相 频特性曲线。如果系统开环传递函数在复平面 s 的右半面既没有极点、也没有零 点,则称该传递函数为最小相位传递函数,具有最小相位传递函数的系统称为最 小相位系统。反之,则称为非最小相位系统。奈魁斯特稳定判据无需求取闭环特 征根,可根据系统的开环频率特性来判断闭环系统是否稳定,并能指出系统不稳 定特征根的个数,在实际中得到了广泛地应用。奈魁斯特稳定判据的数学基础是 复变函数理论中的映射定理,又称幅角定理。由于控制系统的闭环稳定性是系统 分析和设计时的重要问题,奈魁斯特稳定判据和对数频率稳定判据是常用的两种 频率稳定的依据。闭环系统稳定的充分必要条件是系统的特征根都具有负实部, 或均不在右半 s 平面。奈魁斯特通过映射定理把 s 平面上的这一稳定条件转换到 频率特性平面,从而形成了在频率域内判定系统稳定性的准则。应用奈氏判据判 断闭环系统的稳定性,需要画出全频段的 G(jw)H(jw)曲线,以便得到封闭的围线。 因为系统开环频率特性在 w= -∞→0与 w=0→+∞段的曲线是镜像对称的,所以 只需画出 w=0→+∞变化时的 G(jw)H(jw)曲线即可。为了说明这种方法的应用, 首先介绍极坐标图上频率特性曲线穿越的概念。P 为开环不稳定极点的个数,Z 为闭环不稳定特征根的个数。
《自动控制原理》学习心得
《自动控制原理》学习心得自动控制原理是一门工程技术类课程,主要介绍了自动控制的基本概念、原理和方法。
在学习这门课程的过程中,我深深感受到了它的重要性和应用价值。
下面是我对《自动控制原理》的学习心得。
首先,在学习过程中,我明确了自动控制的定义和目标。
自动控制是指利用各种控制器和执行器,通过对被控制对象的监测和测量,实现对其运动、位置、温度等参数的自动调节和控制的过程。
它的主要目标是使被控制对象达到所要求的状态或行为,实现对系统的自动化和智能化控制。
这对于提高工作效率、降低成本、提高质量等方面具有重要意义。
其次,自动控制原理的学习过程中,我学到了许多基本的概念和方法。
比如,控制系统的基本要素包括被控对象、控制器、传感器和执行器等。
其中,被控对象是需要控制的物理系统,控制器是负责对被控对象进行控制和调节的设备,传感器用于监测和测量被控对象的状态,执行器则是对被控对象施加控制力的执行部件。
通过这些基本要素的组合与协调,可以实现对不同类型系统的精确控制。
在学习中,我还学到了一些常用的控制方法和技术。
其中,最基本的是比例、积分、微分三种控制方式的组合,即PID控制。
PID控制是目前工业应用最广泛的控制方法之一,能够满足多种控制要求。
此外,我还学到了状态空间法、频域分析、根轨迹法等高级控制方法,这些方法在一些复杂的控制系统中具有很好的实用性。
在学习过程中,我也进行了一些实验和实践,加深了对自动控制原理的理解和应用。
通过实际操控实验器材,我得以亲自感受自动控制的过程和效果。
例如,在温度控制实验中,我利用温度传感器和PID控制器,对恒温箱进行温度调节。
通过设置合适的参数和调节方式,我成功地将恒温箱的温度稳定在目标温度附近,实现了温度的自动控制。
在学习过程中,我还意识到自动控制原理的应用非常广泛。
无论是工业自动化生产线、航天飞行器、机械加工设备,还是家用电器、交通信号灯等,都离不开自动控制的应用。
随着科技的进步和社会的发展,对自动控制的需求只会越来越大。
自动控制原理学习总结
自动控制原理是自动控制理论的基础,其主要内容包括:自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标,自动控制系统的类型(连续、离散、线性、非线性等)及特点、自动控制系统的分析(时域法、频域法等)和设计方法等。
控制(Control):是指为了改善系统的性能或达到特定的目的,通过对系统有关信息的采集和加工而施加到系统的作用。
系统是指由相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。
自动控制系统)由控制器、执行器、传感器和被控对象等相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的能对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。
反馈控制方式按偏差进行控制,具有抑制扰动对被控量产生影响的能力和较高的控制精度。
控制系统的数学模型是描述系统输入、输出变量,以及内部各变量之间关系的数学表达式。
传递函数线性定常系统在零初始条件下,输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比,用G(s)表示。
零初始条件是指在t=0时刻,系统的输入、输出及其它们的各阶导数均为零。
控制系统的动态结构图是系统数学模型的图解化,由信号线、分支点、相加点、方框四种符号组成。
控制系统的开环传递函数是指断开系统的主反馈通路,这时前向通路的传递函数与反馈通路的传递函数的乘积。
误差传递函数是指根据系统误差的定义,误差的拉普拉斯变换与作用信号拉普拉斯变换之比。
时域分析指根据控制系统在一定输入作用下的时间响应来分析系统的瞬态过程和稳态过程的性能的一种方法。
线性系统稳定的充要条件:系统特征方程的所有根都具有负的实部,或者说都位于根平面的左半平面。
可以依据代数判据、根轨迹、频率特性等来判定。
根轨迹:是指控制系统开环传递函数某一参数从零变化到无穷大时,闭环系统特征方程的根在S 平面上变化的轨迹。
根轨迹分析法:是在已知控制系统开环传递函数的零、极点分布的基础上,研究一个或某些参数的变化对特征方程的根影响,进而得到系统性能与参数的关系的一种图解方法。
自动控制原理课程总结1
HEFEI UNIVERSITY自动控制原理课程总结系别电子信息与电气工程系专业自动化班级 09自动化(1)班姓名完成时间 2011.12.29自动控制原理课程总结前言自动控制技术已广泛应用于制造、农业、交通、航空及航天等众多产业部门,极大地提高了社会劳动生产率,改善了人们的劳动环境,丰富了人民的生活水平。
在今天的社会中,自动化装置无所不在,为人类文明进步做出了重要贡献。
本学期我们开了自动控制原理这门专业课,下面主要介绍下我对这门课前五章的认识和总结。
一、控制系统的数学模型1.传递函数的定义:在线性定常系统中,当初是条件为零时,系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。
(1)零极点表达式:(2)时间常数表达式:2.信号流图(1)信号流图的组成节点:用来表示变量或信号的点,用符号“○”表示。
支路:连接两节点的定向线段,用符号“→”表示。
(2)信号流图与结构图的关系3.梅逊公式其中:Δ=1-La+LbLc-LdLeLf+...成为特征试。
Pi:从输入端到输出端第k条前向通路的总传递函数Δi:在Δ中,将与第i条前向通路相接触的回路所在项除去后所余下的部分,称为余子式。
La:所有单回路的“回路传递函数”之和LbLc:两两不接触回路,其“回路传递函数”乘积之和LdLeL:所有三个互不接触回路,其“回路传递函数”乘积之和“回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数只积并且包含表示反馈极性的正负号。
二、线性系统的时域分1.ζ、ωn坐标轴上表示如下:(1)闭环主导极点:当一个极点距离虚轴较近,且周围没有其他闭环极点和零点,并且该极点的实部的绝对值应比其他极点的实部绝对值小5倍以上。
(2)对于任何线性定常连续控制系统由如下的关系:①系统的输入信号导数的响应等于系统对该输入信号响应的导数;②系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分,积分常数由初始条件确定。
2.劳斯判据:设系统特征方程为 :劳斯判据指出:系统稳定的充要条件是劳斯表中第一列系数都大于零,否则系统不稳定,而且第一列系数符号改变的次数就是系统特征方程中正实部根的个数。
(完整版)自动控制原理知识点总结1~3章,推荐文档
自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2、被控制量:在控制系统中.按规定的任务需要加以控制的物理量。
3、控制量:作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。
4、扰动量:干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入。
5、反馈:通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。
反送到输入端的信号称为反馈信号。
6、负反馈:反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。
7、负反馈控制原理:检测偏差用以消除偏差。
将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。
然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。
8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。
9、开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。
10、闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。
主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。
11、控制系统的性能指标主要表现在:(1)、稳定性:系统的工作基础。
(2)、快速性:动态过程时间要短,振荡要轻。
(3)、准确性:稳态精度要高,误差要小。
12、实现自动控制的主要原则有:主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。
第二章1、控制系统的数学模型有:微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。
2、传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法:对系统的微分方程取拉氏变换,或化简系统的动态方框图。
对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络,一般采用运算阻抗的方法求传递函数。
4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。
自动控制原理课程总结
自动控制原理课程总结《自动控制原理课程总结:一场有趣又烧脑的学习之旅》嘿,大家好呀!今天让我来给你们唠唠咱这自动控制原理课程,那可真是一场既有趣又烧脑的奇妙之旅啊!刚开始接触这门课的时候,我就感觉自己好像进入了一个神秘的科技世界,满脑子都是那些复杂的公式和稀奇古怪的概念。
什么反馈啦、系统稳定性啦,听着就感觉很高深莫测。
但咱是谁啊,咱可是勇于挑战的好学生啊!进入课堂,就像是开启了一场冒险。
老师在讲台上眉飞色舞地讲解着那些神奇的理论,我在下面努力跟上节奏,有时候感觉自己的脑袋就像一台疯狂运转的机器,努力消化着那些知识点。
还记得第一次做实验的时候,看着那些仪器设备,我心里既兴奋又紧张,就怕一个不小心给弄出啥乱子来。
但慢慢地,我发现这门课还挺有意思的。
就像解一道很难的谜题,每次解决一个难题都让我特有成就感。
而且咱这门课实用性还超强,感觉学会了就能掌握未来世界的秘密钥匙似的。
要说最有趣的还是和同学们一起讨论问题的时候。
大家你一言我一语,各种奇思妙想都冒出来了。
有时候我们会为了一个小细节争得面红耳赤,然后突然有人冒出一个好点子,一瞬间大家都恍然大悟,那种感觉简直太爽啦!自动控制原理课程啊,真的就像一个磨人的小妖精。
它时不时就会给我出个难题,让我抓耳挠腮,但又让我欲罢不能。
通过这门课的学习,我感觉自己的逻辑思维能力那是蹭蹭往上涨啊,以后遇到啥复杂问题都不怕了。
总之,这门自动控制原理课程虽然有点难啃,但却是我学习生涯中一段非常难忘且宝贵的经历。
就像爬山一样,过程很累,但当你登上山顶,看见那美丽的风景时,一切都值得啦!它让我明白,只有不断地挑战自己,才能在知识的海洋里畅游得更远、更深。
现在回想起来,还真是有点舍不得呢!哈哈哈,这就是我对自动控制原理课程的总结啦,怎么样,大家有没有同感呢?。
自动控制原理总经典总结
自动控制原理总经典总结自动控制原理》总复控制系统控制系统是由受控对象和控制器组成的系统,用于控制和调节被控量。
根据不同的角度,控制系统可以分为恒值系统和随动系统、线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统等。
线性系统线性系统是指系统的输出与输入之间存在线性关系的系统。
建模时可以采用求传函或脉冲传函的方法,分析时可使用根轨迹法、频率特性法等方法。
非线性系统非线性系统是指系统的输出与输入之间不存在线性关系的系统。
建模时可以采用描述函数法或相平面法,稳定性分析时可以求奇点和极限环,运动时间可以通过振幅和频率计算得出。
控制系统的基本概念控制系统的基本术语包括自动控制、系统、自动控制系统、被控量、输入量、干扰量、受控对象、控制器、反馈、负反馈控制原理等。
掌握这些基本概念可以帮助理解控制系统的基本组成和工作原理。
基本控制方式控制系统的基本方式包括开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
开环控制系统没有反馈,闭环控制系统则通过反馈控制来实现对被控量的调节,复合控制系统则是开环控制和闭环控制的组合。
数学模型数学模型是用数学表达式描述控制系统的工作原理和特性的模型。
建模时可以采用物理系统的微分方程描述、拉普拉斯变换及反变换、传递函数及典型环节的传递函数、脉冲响应函数等方法。
图形表示可以采用结构图、信号流图等方法。
基本要求研究自动控制原理需要掌握控制系统的基本概念、基本控制方式、数学模型等知识。
同时,需要了解控制系统的分类和典型输入信号,并能够正确理解数学模型的特点和概念。
掌握这些知识可以帮助理解控制系统的工作原理和实际应用。
2.了解动态微分方程建立的一般方法和小偏差线性化方法。
3.掌握使用拉普拉斯变换解微分方程的方法,并对解的结构、运动模态、特征根的关系、零输入响应、零状态响应等概念有清晰的理解。
4.正确理解传递函数的定义、性质和意义,并熟练掌握系统开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数、典型环节传递函数等概念。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结一、数学模型与传递函数1.系统的数学模型:数学模型是通过建立系统的数学方程来描述系统的物理特性和行为规律。
2.传递函数:传递函数是描述系统的输入和输出之间关系的函数,它是系统的拉普拉斯变换的比值。
二、系统的稳定性1.稳定性的概念:系统的稳定性是指系统在给定条件下的输出是否能够始终收敛到一个有限的范围内。
2.稳定性判据:稳定性可以通过判断系统的极点位置来确定,例如极点都位于左半平面时系统是稳定的。
3. 稳定性分析方法:常用的稳定性分析方法有根轨迹法、Nyquist稳定判据和Bode稳定判据。
三、系统的时间响应1.系统的单位冲击响应:单位冲击响应是系统对冲激信号的输出响应,它可以通过拉普拉斯变换和反变换求得。
2.系统的单位阶跃响应:单位阶跃响应是系统对阶跃信号的输出响应,它可以通过拉普拉斯变换和反变换求得。
3.响应特性参数:常用的响应特性参数有时间常数、峰值时间、峰值幅值、上升时间、超调量和稳态误差等。
四、控制系统的单一闭环反馈1.开环系统与闭环系统:开环系统是指没有反馈路径的系统,闭环系统是指存在反馈路径的系统。
2.单位负反馈控制系统:单位负反馈控制系统是指闭环系统中反馈信号与输入信号的比例为-1的系统。
3.闭环系统的稳态误差:稳态误差是指系统在达到稳定状态后,输出与期望输出之间的偏差。
4.稳态误差的计算和减小方法:可以通过增大控制增益、引入积分环节或者采用预估控制来减小稳态误差。
五、PID控制器1.PID控制器的结构和原理:PID控制器是由比例环节、积分环节和微分环节组成的控制器。
比例环节根据当前误差来调节输出,积分环节根据累积误差来调节输出,微分环节根据误差变化率来调节输出。
2.PID调节器参数整定方法:常用的整定方法有经验整定法、频域法和模拟优化等。
六、根轨迹法1.根轨迹的概念和性质:根轨迹是描述系统极点运动规律的图形,它是由系统的传递函数特征方程的根随一个参数的改变轨迹而形成的。
《自动控制原理》知识点资料整理总结
第一章绪论1.机械系统:以实现一定的机械运动、输出一定的机械能和承受一定的机械载荷为目的。
激励(输入):外界与系统的作用,如作用力(载荷)。
分为控制输入和扰动输入。
响应(输出):系统由于激励作用而产生的变形或位移。
2.机械工程控制论的研究对象和任务是什么?机械工程控制论实质上是研究机械工程中广义系统的动力学问题。
具体地说,是广义系统在一定的外界条件作用下,从系统的一定的初始状态出发,所经历的由其内部的固有特性所决定的整个动态历程,研究系统与其输入、输出三者之间的动态关系。
从系统、输入、输出三者之间的关系出发,根据已知条件与求解问题的不同,机械控制工程论的任务可以分为以下五个方面:(系统分析问题)已知系统和输入,求系统的输出。
(最优控制问题)已知系统和理想输出,设计输入。
(最优设计问题)已知输入和理想输出,设计系统(滤波与预测问题)已知输出,确定系统,以识别输入或输出中的有关信息。
(系统辨识问题)已知输入和输出,求系统的结构与参数。
3.控制系统的基本要求(稳、准、快)稳定性:动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。
稳定性是系统工作的首要条件。
准确性:在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差。
衡量系统工作性能的重要指标。
快速性:系统输出量与希望值之间产生偏差时,消除这种偏差的快速程度。
控制的三要素:控制对象、控制目标、控制手段。
控制论的两个核心:信息和反馈需要解决的两大基本问题:控制系统的分析和控制系统的设计。
4.反馈:将系统的输出以一定的方式返回到系统的输入端并共同作用于系统的过程。
内反馈:系统或过程中存在的各种自然形成的反馈。
内反馈是造成机械系统存在动态特性的根本原因。
外反馈:在自动控制系统中,为达到某种控制目的而人为加入的反馈。
正反馈:能使系统的绝对值增大的反馈。
负反馈:能使系统的绝对值减小的反馈。
5.自动控制的本质:闭环自动控制系统的工作过程就是一个“检测偏差并纠正偏差”的过程。
自动控制原理课程设计总结
自动控制原理课程设计总结一、引言自动控制技术是现代工业控制的核心技术之一,随着科技的发展和工业的进步,自动控制技术在各个领域得到了广泛应用。
作为自动化专业的学生,我们需要深入学习和掌握自动控制原理及其应用,因此,在本次课程设计中,我们选取了一个简单的水位控制系统进行设计和实现。
二、系统结构本次课程设计所涉及到的水位控制系统由以下五部分组成:水箱、水泵、电磁阀、传感器和控制器。
其中,水箱是存放水的容器,水泵负责将水从水箱中抽出并输送至需要使用的地方,电磁阀用于调节水流量,传感器负责检测当前的水位高度,并将检测结果反馈给控制器。
最后,控制器根据传感器反馈的数据来判断是否需要打开电磁阀以调节进出口流量。
三、系统原理1. 传感器原理在本次课程设计中所使用到的传感器为浮球式液位传感器。
当液位上升时,浮球会随之上升,并带动开关触点闭合,从而输出高电平信号;当液位下降时,浮球会随之下降,并带动开关触点断开,从而输出低电平信号。
因此,我们可以通过检测传感器的输出信号来判断当前的水位高度。
2. 控制器原理在本次课程设计中所使用到的控制器为单片机控制器。
当传感器检测到当前水位高度超过设定值时,控制器会发出打开电磁阀的指令;当传感器检测到当前水位高度低于设定值时,控制器会发出关闭电磁阀的指令。
具体实现过程是通过读取传感器反馈的数据,并与预设的水位高度进行比较来决定是否需要打开或关闭电磁阀。
3. 电磁阀原理在本次课程设计中所使用到的电磁阀为单向电磁阀。
当控制器发出打开指令时,电磁铁会受到激励并吸合活塞,从而使得液体流经单向阀门流入下游管道;当控制器发出关闭指令时,激励消失并复位弹簧将活塞推回原来位置,从而使得液体无法流经单向阀门。
四、系统设计1. 硬件设计硬件设计包括电路原理图设计和电路板布局设计。
在本次课程设计中,我们使用Altium Designer软件进行电路原理图的绘制和电路板布局的设计。
具体步骤如下:(1)根据系统结构,绘制电路原理图;(2)将绘制好的电路原理图导入到PCB编辑器中,并进行元器件布局、连线等操作;(3)完成电路板布局后,进行走线、添加焊盘等操作;(4)生成Gerber文件并进行打样和焊接。
自动控制原理课程小结
《自动控制原理》课程小结随着生产的发展和科技的进步,自动控制技术已经广泛应用于工农业生产、交通运输和国防等各个领域,并成为当今最受重视的技术之一。
《自动控制原理》课程正是基于当今高新技术的发展和我院电气专业学生的发展需要而开设的,是电气工程及其自动化专业的专业基础课之一,侧重于方法论的研究。
通过本课程的学习,培养学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(校正)的基本方法,初步掌握系统实验技能,使学生掌握自动控制的基本理论和方法,具备对自动控制系统进行分析、计算、实验和校正的能力,为专业课的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础。
在教学方法上,将课堂教学、实验教学、课程研讨等有机地结合起来;充分利用多媒体教学手段提高教学效率,激发学生的学习兴趣和热情。
利用板书推导一些公式或解答例题。
将教学内容分为细讲、精讲、略讲、自学、讨论五类。
通过matlab仿真,使学生自己能够学会归纳总结自控的学习方法及规律。
依据教学基本要求和本课程的教学目标及学生的基本情况,确定课程的内容:①线性系统的数学模型:微分方程,传递函数,动态结构图的等效变换与简化,信号流图,梅森公式及其应用;②线性系统的稳定性与稳定性判据,动态性能分析与指标计算,稳态误差计算,二阶系统性能改善措施,复合控制;③根轨迹与根轨迹方程的概念,绘制常规根轨迹与零度根轨迹的法则,用根轨迹分析系统性能;④奈氏曲线和伯特图,奈氏判据稳定裕度的概念与计算,三频段的概念。
课程考核采用闭卷笔试,成绩评定按(试卷成绩80%+平时成绩20%)20%+实验成绩20%。
将传统教学方式和MATLAB相结合。
MATLAB提供了功能强大的工具,具有先进的视觉化功能,充分发挥MATLAB在自动控制原理教学中的应用,达到较为满意的教学效果。
采用对比式教学,例如讲稳定性分析时,将劳斯判据和奈奎斯特判据对比。
通过这样的对比教学,找出它们之间的共性和个性,联系与区别。
《自动控制原理》是一门理论性强、应用性强的课程。
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HEFEI UNIVERSITY
自动控制原理课程总结
系别电子信息与电气工程系
专业自动化
班级 09自动化(1)班
姓名
完成时间 2011.12.29
自动控制原理课程总结
前言
自动控制技术已广泛应用于制造、农业、交通、航空及航天等众多产业部门,极大地提高了社会劳动生产率,改善了人们的劳动环境,丰富了人民的生活水平。
在今天的社会中,自动化装置无所不在,为人类文明进步做出了重要贡献。
本学期我们开了自动控制原理这门专业课,下面主要介绍下我对这门课前五章的认识和总结。
一、控制系统的数学模型
1.传递函数的定义:
在线性定常系统中,当初是条件为零时,系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。
(1)零极点表达式:
(2)时间常数表达式:
2.信号流图
(1)信号流图的组成
节点:用来表示变量或信号的点,用符号“○”表示。
支路:连接两节点的定向线段,用符号“→”表示。
(2)信号流图与结构图的关系
3.梅逊公式
其中:Δ=1-La+LbLc-LdLeLf+...成为特征试。
Pi:从输入端到输出端第k条前向通路的总传递函数
Δi:在Δ中,将与第i条前向通路相接触的回路所在项除去后所余下的部分,称为余子式。
La:所有单回路的“回路传递函数”之和
LbLc:两两不接触回路,其“回路传递函数”乘积之和
LdLeL:所有三个互不接触回路,其“回路传递函数”乘积之和“回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数只积并且包含表示反馈极性的正负号。
二、线性系统的时域分
1.ζ、ωn坐标轴上表示如下:
(1)闭环主导
极点:
当一个极点距离虚轴较近,且周围没有其他闭环极点和零点,并且该极点的实部的绝对值应比其他极点的实部绝对值小5倍以上。
(2)对于任何线性定常连续控制系统由如下的关系:
①系统的输入信号导数的响应等于系统对该输入信号响应的导数;
②系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分,积分常数由初始条件确定。
2.劳斯判据:
设系统特征方程为 :
劳斯判据指出:系统稳定的充要条件是劳斯表中第一列系数都大于零,否则系统不稳定,而且第一列系数符号改变的次数就是系统特征方程中正实部根的个数。
劳斯判据特殊情况的处理
⑴某行第一列元素为零而该行元素不全为零时——用一个很小的正数ε代替第一列的零元素参与计算,表格计算完成后再令ε→0。
⑵某行元素全部为零时—利用上一行元素构成辅助方程,对辅助方程求导得到新的方程,用新方程的系数代替该行的零元素继续计算。
3.稳态误差
(1)定义:
(2)各种误差系数的定义公式
三、根轨迹
1.根轨迹的基本概念
根轨迹是当开环系统某一参数(如根轨迹增益K*)从零变化到无穷时,闭环特征方程的根在s平面上移动的轨迹。
2.绘制根轨迹的基本法则
法则1 根轨迹的起点和终点:根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点;
法则2 根轨迹的分支数:根轨迹的分支数与开环零点数n、开环极点数m中的大者相等,根轨迹连续并且对称于实轴。
法则3 实轴上的根轨迹:从实轴上最右端的开环零、极点算起,奇数开环零极点到偶数开环零极点之间的区域必是根轨迹。
法则4根轨迹的渐近线:当系统开环极点个数n大于开环零点个数m
时,有条根轨迹分支沿着与实轴夹角为ϕa、交点为σa的一组渐近线趋向于无穷远处,且
法则5 根轨迹的分离点:两条或两条以上根轨迹分支在s平面上相遇又分离的点,称为根轨迹的分离点。
法则6 根轨迹与虚轴的交点:若根轨迹与虚轴相交,意味着闭环特征方程出现纯虚根。
方法一、故可在闭环特征方程中令s=jω,然后分别令方程的实部和虚部均为零,从中求得交点的坐标值及其相应的K*值。
方法二、用劳斯稳定判据求根轨迹与虚轴的交点,即劳斯判据中的第二种特殊情况(某一行为零,构造辅助方程)
3.开环零极点的分布对系统性能的影响
增加一个开环零点使系统的根轨迹向左偏移,提高了系统的稳定性,有利于改善系统的动态性能。
开环负实零点离虚轴越近,这种作用越大。
增加一个开环零点使系统的根轨迹向右偏移,降低了系统的稳定性,有损于系统的动态性能。
开环负实零点离虚轴越近,这种作用越大。
四、线性系统的频域分析法
1.频率特性的图形表示方法
(1)幅相频率特性曲线
幅相频率特性曲线又称奈奎斯特(Nyquist)曲线,在复平面上以极坐标的形式表示。
设系统的频率特性为
对于某个特定频率ωi下的G(jωi),可以在复平面用一个向量表示,向量的长度为A(ωi)相角为ϕ(ωi)21。
当ω=0→∞变化时,向量G(jωi)的端点在复平面G上描绘出来的轨迹就是幅相频率特性曲线。
通常把ω作为参变量标在曲线相应点的旁边,并用箭头表示ω增大时特性曲线的走向。
(2)对数频率特性曲线
对数频率特性曲线又叫伯德(Bode)曲线。
它由对数幅频特性和对数相频特性两条曲线所组成,是频率法中应用最广泛的一组图线。
伯德图是在半对数坐标纸上绘制出来的。
横坐标采用对数刻度,纵坐标采用线性的均匀刻度。
对数幅频特性为:
单位是dB(分贝)。
2.奈奎斯特稳定判据
在奈氏图中,如果开环幅相曲线在点(-1,j0)以左穿过负实轴,称为“穿越”。
若沿ω增加方向,曲线自上而下(相位增加)穿过(-1,j0)点以左的负实轴,则称为正穿越;反之曲线自下而上(相
位减小)穿过(-1,j0)点以左的负实轴,则称为负穿越。
如果沿ω增加方向,幅相曲线自点(-1,j0)以左负实轴开始向下或向上,则分别称为半次正穿越或半次负穿越.
R=N+-N-
式中N+是正穿越次数,N-是负穿越次数
Z=P-2R
其中,Z为闭环系统特征方程是在S有半平面根的个数;为开环系统特征方程在S有半平面根的个数;R为开环频率特性的轨迹在复平面上逆时针包围(-1,j0)的圈数。
2.稳定裕度
(1)相角裕度
相角裕度是指幅相频率特性G(jω)的幅值A(ω)=丨G(jω)丨=1时的向量与负实轴的夹角,常用希腊字母γ表示。
(2)幅值裕度
G(jω)曲线与负实轴交点处的频率ωg称为相角交界频率,此时幅相特性曲线的幅值为A(ωg)。
五、总结
通过这个学期对这门课程的学习和实验室的动手操作,使我了解了自控的相关原理和知识,为以后更进一步的学习自动化打下良好的基础。