北京工业大学自动控制原理期末复习ppt
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自动控制原理及其技术应用技术复习PPT课件
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)
北京工业大学自动控制原理期末复习49页PPT
北京工业大学自动控制原理期末复习
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣Байду номын сангаас的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣Байду номын сангаас的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
复习自动控制原理知识点归纳.ppt
回输入端的信号，也称为反馈信号； ❖ 偏差：给定值和反馈信号之差； ❖ 干扰：所有妨碍控制器对被控变量按要求进行控
制的信号。
演示课件
1.4 自动控制系统的性能指标
对控制系统的性能评价，多以动态过程的特 性来衡量，工程上对自动控制系统性能的基本要 求可以归结为稳（稳定性和平稳性）、准（准确 性）和快（快速性）。
29 演示课件
并联结构的等效变换
R(s)
G1(s)
C1(s)
C(s)
两个并联的方框可以合并 为一个方框，合并后方框 的传递函数等于两个方框 传递函数的代数和。
G2(s)
C2(s)
C(s) [G1(s) G2 (s)]R(s)
C(s) R( s )
G1 ( s )
G2 (s)
R(s)
C(s)
G1(s) G2(s)
T
y(∞)
TS
t
设定值为阶跃信号的响应曲线
演示课件
控制系统的单项品质指标小结
稳定性 衰减比n = 4:1~10:1最佳 准确性 余差C小好
最大偏差 A 小好 快速性 过渡时间 Ts 短好
各品质指标之间既有联系、又有矛盾。例如，过分减小 最大偏差，会使过渡时间变长。因此，应根据具体工艺情况分 清主次，对生产过程有决定性意义的主要品质指标应优先予以 保证。
演示课件
第二章
➢ 线性系统数学模型的形式——微分方程、传递函数、结构图 考察方式：填空题 ➢ 传递函数的定义 考察方式：填空题 ➢ 典型环节的传递函数 考察方式：填空题 ➢ RC、RLC电路的传递函数 考察方式：综合题 ➢ 结构图串联、并联、反馈的等效变换 考察方式：综合题
演示课件
2.1.1 线性系统微分方程的建立方法
制的信号。
演示课件
1.4 自动控制系统的性能指标
对控制系统的性能评价，多以动态过程的特 性来衡量，工程上对自动控制系统性能的基本要 求可以归结为稳（稳定性和平稳性）、准（准确 性）和快（快速性）。
29 演示课件
并联结构的等效变换
R(s)
G1(s)
C1(s)
C(s)
两个并联的方框可以合并 为一个方框，合并后方框 的传递函数等于两个方框 传递函数的代数和。
G2(s)
C2(s)
C(s) [G1(s) G2 (s)]R(s)
C(s) R( s )
G1 ( s )
G2 (s)
R(s)
C(s)
G1(s) G2(s)
T
y(∞)
TS
t
设定值为阶跃信号的响应曲线
演示课件
控制系统的单项品质指标小结
稳定性 衰减比n = 4:1~10:1最佳 准确性 余差C小好
最大偏差 A 小好 快速性 过渡时间 Ts 短好
各品质指标之间既有联系、又有矛盾。例如，过分减小 最大偏差，会使过渡时间变长。因此，应根据具体工艺情况分 清主次，对生产过程有决定性意义的主要品质指标应优先予以 保证。
演示课件
第二章
➢ 线性系统数学模型的形式——微分方程、传递函数、结构图 考察方式：填空题 ➢ 传递函数的定义 考察方式：填空题 ➢ 典型环节的传递函数 考察方式：填空题 ➢ RC、RLC电路的传递函数 考察方式：综合题 ➢ 结构图串联、并联、反馈的等效变换 考察方式：综合题
演示课件
2.1.1 线性系统微分方程的建立方法
自动控制原理ppt
自动控制原理ppt自动控制原理是现代工程技术中的重要组成部分，它涉及到自动化技术、控制理论、电子技术等多个学科的知识。
在工程领域中，自动控制原理的应用非常广泛，涉及到工业生产、交通运输、航空航天、医疗设备等诸多领域。
因此，了解自动控制原理的基本概念和相关知识对于工程技术人员来说至关重要。
首先，我们来了解一下自动控制原理的基本概念。
自动控制系统是指能够根据给定的规律或者事先确定的要求，自动地对被控对象进行控制的系统。
它由输入、控制器、被控对象和输出四个基本部分组成。
输入是系统接收的控制信号，控制器是根据输入信号产生控制作用的部分，被控对象是控制器所控制的对象，输出是被控对象的响应信号。
自动控制原理研究的是自动控制系统的设计、分析和实现方法。
在自动控制原理中，控制系统的性能指标是评价控制系统性能好坏的重要标准。
常见的性能指标包括稳定性、灵敏度、动态性能和稳态性能等。
稳定性是指系统在外部扰动作用下，能够保持稳定的能力。
灵敏度是指系统对参数变化或者干扰的敏感程度。
动态性能是指系统对输入信号的响应速度和跟踪能力。
稳态性能是指系统在稳定工作状态下的性能表现。
这些性能指标对于设计和分析控制系统非常重要，能够直接影响到控制系统的实际应用效果。
在实际工程中，控制系统的设计和实现离不开控制器的选择和设计。
常见的控制器包括比例控制器、积分控制器、微分控制器以及它们的组合形式。
比例控制器能够根据误差的大小来产生控制作用，积分控制器能够根据误差的累积值来产生控制作用，微分控制器能够根据误差的变化率来产生控制作用。
不同类型的控制器在实际应用中有着不同的特点和适用范围，工程技术人员需要根据实际情况进行选择和设计。
除此之外，现代自动控制系统中智能控制技术的应用也越来越广泛。
智能控制技术是利用人工智能、模糊控制、神经网络等技术来实现对被控对象的智能化控制。
相比传统的控制方法，智能控制技术能够更好地适应复杂、不确定的控制环境，提高控制系统的性能和稳定性。
自动控制原理24 24页PPT文档
-
1
1 uo(s)
R 2 I2(s) C 2 s
为了求出总的传递函数，需要进行适当的等效变换。一个
可能的变换过程如下：
C2s
ui (s) -
1 I1(s) - 1 u (s)
R1
I(s) C1s
1 R2C2s 1
uo(s) ①
ui (s) -
9/8/2019
-1
R1
R1C2s
1
u(s)
C1s
1 R2C2s 1
9/8/2019
20Leabharlann 动输入作用下的闭环系统的传递函数（二）扰动作用下的闭环系统：
此时R(s)=0,结构图如下：
N (s)
E(s)
+
G1(s)
G2 (s)
-
B(s) H (s)
输出对扰动的传递函数为：
C(s)
N(s)C N((ss))1G G 21(G s)2H
输出为：C(s) G2 N(s) 1G1G2H
u f (s)
Kf
- (s)
在结构图中，不仅能反映系统的组成和信号流向，还能表 示信号传递过程中的数学关系。系统结构图也是系统的数学模 型，是复域的数学模型。
9/8/2019
5
结构图的等效变换
二、结构图的等效变换： [定义]：在结构图上进行数学方程的运算。 [类型]：①环节的合并；
--串联 --并联 --反馈连接 ②信号分支点或相加点的移动。 [原则]：变换前后环节的数学关系保持不变。
①信号相加点的移动：
把相加点从环节的输入端移到输出端
X1(s)
G(s) Y (s)
X2(s)
X1(s) G(s) X2(s) N (s)
北京工业大学自动控制原理期末复习共49页PPT
北京工业大学自动控制原理期末复习
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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。
北京工业大学自动控制原理期末复习ppt
G(s) Uo (s) R1R2C s R2 Ui (s) R1R2C s R1 R2
ui
C i1 i2
R1
i
R2
uo
2020/8/21
Automatic Control Principle
5
方框图化简
2. 分别用等价变换法和Mason公式法求传递函数
解：①等价变换法 ❶相加点右移：
R(s)
对照标准方程，求得特征参数 2.1; n 8.22 系统处于过阻尼状态，没有超调，过渡过程较慢。调 节时间可以近似计算：
ts 3T1 1.46
2020/8/21
Automatic Control Principle
15
二阶系统分析
3. 已知机械系统如图所示，当受到F = 40 牛顿力的作 用时，位移x(t) 的阶跃响应如图所示，试确定机械系 统的参数m、k、f 的值。
T 1 1 K4 4K
2020/8/21
Automatic Control Principle
11
二阶系统分析
2. 随动系统如图所示，输入信号为 r(t) = 1(t) 。 (1) 当K = 200时，计算动态性能。(2) 当K = 1500 和 K = 13.5时，分别讨论系统的动态性能。
解：(1) 当K=200时，开环传递函数为
ds
s5
1
24 -25
s4
2
48 -50
s3
b1→8 b2→96
s2
c1=24 c2=-50 ，
s1
d1=112.7
s0
e1=-50
c1
8
48
8
2
96
24
c2
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。
北京工业大学自动控制ppt教材
t
2、自动控制系统的设计原则 （1）系统分析
了解系统的工作原理，分析系统的性能。 （2）系统设计
寻找一个能够实现所要求性能的自动控制系统。 （3）实验仿真
利用计算机或者实验系统对于所设计系统进行测试 分析。 （4）控制实现 样机制作，实验调试，满足设计要求。
§1.3 自动控制理论的发展
一、经典控制理论发展阶段
3、连续时间系统与离散时间系统
根据时间信号的不同方式来对系统进行分类。
u(t)
u(nT)
0
t0
t
T 2T nT
连续时间信号与离散时间信号
计算机控制系统
给定值
+-
数字控制器
A/D 数字计算机 D/A
执行器
输出 受控对象
传感器
4、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统 根据控制对象端口信号数量来分类。
直流电动机转速 闭环控制
电 V+ 位 器
功率 放大器
电动机 负载
1、运动过程 2、转速调节 3、优点
测速发电机
§1.3 自动控制与自动控制系统
一、自动控制系统的组成 1、控制系统的组成
输入量 偏差
r
+- b
控制量
扰动量
u
n
控制器 Gc
受控对象 Go
反馈量
反馈环节 H
输出量
c
2、控制系统常用术语
二、自动控制系统的分类
数学工具：主要是线性微分方程和基于拉普拉斯变 换的传递函数。
研究对象：基本是单输入－单输出系统。
典型成果：雷达—高炮跟踪系统，轧钢机控制系统， 液压伺服系统等。
二、现代控制理论发展阶段 50年代——70年代，空间技术与军事技术发展，
2、自动控制系统的设计原则 （1）系统分析
了解系统的工作原理，分析系统的性能。 （2）系统设计
寻找一个能够实现所要求性能的自动控制系统。 （3）实验仿真
利用计算机或者实验系统对于所设计系统进行测试 分析。 （4）控制实现 样机制作，实验调试，满足设计要求。
§1.3 自动控制理论的发展
一、经典控制理论发展阶段
3、连续时间系统与离散时间系统
根据时间信号的不同方式来对系统进行分类。
u(t)
u(nT)
0
t0
t
T 2T nT
连续时间信号与离散时间信号
计算机控制系统
给定值
+-
数字控制器
A/D 数字计算机 D/A
执行器
输出 受控对象
传感器
4、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统 根据控制对象端口信号数量来分类。
直流电动机转速 闭环控制
电 V+ 位 器
功率 放大器
电动机 负载
1、运动过程 2、转速调节 3、优点
测速发电机
§1.3 自动控制与自动控制系统
一、自动控制系统的组成 1、控制系统的组成
输入量 偏差
r
+- b
控制量
扰动量
u
n
控制器 Gc
受控对象 Go
反馈量
反馈环节 H
输出量
c
2、控制系统常用术语
二、自动控制系统的分类
数学工具：主要是线性微分方程和基于拉普拉斯变 换的传递函数。
研究对象：基本是单输入－单输出系统。
典型成果：雷达—高炮跟踪系统，轧钢机控制系统， 液压伺服系统等。
二、现代控制理论发展阶段 50年代——70年代，空间技术与军事技术发展，
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T 1 1 K4 4K
2020/8/21
Automatic Control Principle
11
二阶系统分析
2. 随动系统如图所示，输入信号为 r(t) = 1(t) 。 (1) 当K = 200时，计算动态性能。(2) 当K = 1500 和 K = 13.5时，分别讨论系统的动态性能。
解：(1) 当K=200时，开环传递函数为
R(s)
1
C(s)
G1(s)+G2(s)
1G2(s)H(s)
❹系统的传递函数为
G(s) G1(s) G2 (s) 1 G2 (s)H (s)
2020/8/21
Automatic Control Principle
7
方框图化简
n
② Mason公式法 ：
i pi P i1
R(s)
C(s)
G1(s)
2020/8/21
Automatic Control Principle
4
无源电网络建模
R1 R2 C uo (t) (R1 R2 ) uo (t) R1 R2 C ui (t) R2 ui (t) R1R2C sU o (s) (R1 R2 )Uo (s) R1R2C sUi (s) R2 Ui (s)
二阶系统分析
调节时间
ts
3
n
0.17,
5%
4
ts n 0.23, 2%
(2) 当K=1500和K=13.5时，系统的动态性能
系统闭环传递函数
Gc
(s)
Go (s) 1 Go (s)
s2
5K 34.5s
5K
当K=1500时
5K
7500
Gc (s) s2 34.5s 5K s2 34.5s 7500
5K Go (s) s(s 34.5)
闭环传递函数
R(s)
5
K
+-
s(s 34.5)
Gc
(
s)
1
Go (s) Go (s)
s2
5K 34.5s 5K
s2
1000 34.5s 1000
2020/8/21
Automatic Control Principle
C(s)
12
二阶系统分析
对照标准方程
2020/8/21
Automatic Control Principle
2
第二章：控制系统的数学描述
教学要求：
重点：控制系统的传递函数与结构图。 难点：一般物理系统传递函数的求取与结构图的
化Hale Waihona Puke 。2020/8/21Automatic Control Principle
3
无源电网络建模
1. 已知电网络如图所示，输入为ui(t)，输出为uo(t)， 试写出系统的微分方程，并求取传递函数。
R1 i1(t) R2 i(t) ui (t)
i1(t) i2 (t) i(t) 1
R1 i1(t) C i2 (t) dt 0
R2 i(t) uo (t)
C i1 i2
R1
i
ui
R2
uo
消去中间变量
R1 R2 C uo (t) (R1 R2 ) uo (t) R1 R2 C ui (t) R2 ui (t)
C(s)
G1(s)
+ G2(s) ++
-
H(s)
R(s)
C(s)
G1(s)
++
G2(s)
+-
G2(s) H(s)
❷ 相加点易位：
R(s)
C(s)
G1(s)
G2(s) ++
+ -
G2(s)H(s)
2020/8/21
Automatic Control Principle
6
方框图化简
❸环节并联化简、回路化简：
1 T
K
由一阶系统阶跃响应分析的结果可知：
2020/8/21
Automatic Control Principle
10
一阶系统分析
若取误差宽度为 5% ，则调节时间为
ts
3T
3
1 K
K 1
3
若取误差宽度为 2%，则调节时间为
1 ts 4T 4 K K 1 4
如果要求 ts ≤1 秒，则有 ts = 4T = 1
复习课
教师：乔俊飞 教授 单位：北京工业大学电控学院
2020/8/21
第一章：自动控制系统基本概念
教学要求：
重点掌握自动控制原理的一些基本概念，如自动控 制、开环控制、闭环控制；反馈的基本作用及控制系 统的基本结构 与控制系统的基本性能要求。
了解自动控制理论的发展历史及控制技术对人类社 会的影响。
Automatic Control Principle
9
一阶系统分析
1. 一阶系统如图所示，K=1，计算调节时间ts 。
如果要实现 ts ≤1秒，试确定前置放大器增益K。
解：系统的闭环传递函数为 R(s)
1 C(s)
1
K G(s) s 1
1 K
1
1
1
s 1 Ts 1
sK
K
+-
s
可知该系统的惯性时间常数为
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二阶系统分析
对照标准方程，求得特征参数 0.2 ; n 86.2 系统性能指标 t p 0.037 ; M p 52.7% ; ts 0.17
1 G2 (s)H (s)
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第三章：时域分析法
❖ 教学重点
◆ 一阶系统分析、二阶系统分析、稳定性与代数判 据、稳态误差分析。
❖ 教学难点
◆ 在掌握一阶系统分析、二阶系统分析的基础上， 能够对高阶系统进行分析。
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Gc (s)
s2
n2 2 n s
n2
可得： 2 n 34.5
n2 1000
解之得： 0.545 n 31.6
峰值时间 超调量
tp
d
n
1 2
0.12
M p e 1 2 100% 0.13100% 13%
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+ G2(s) ++
❶确定前向通路，共有2个，即： - H(s)
p1 G1(s) ， p2 G2 (s)
❷ 独立的闭合回路只有1个，即： L G2(s)H (s)
❸特征式： 1 L 1 G2 (s)H (s)
❹回路都与各前向通路相接触，其特征余子式均为1
G(s) p11 p22 G1(s) G2 (s)
G(s) Uo (s) R1R2C s R2 Ui (s) R1R2C s R1 R2
ui
C i1 i2
R1
i
R2
uo
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方框图化简
2. 分别用等价变换法和Mason公式法求传递函数
解：①等价变换法 ❶相加点右移：
R(s)