自动控制原理复习资料(相当全)

总复习

第一章的概念

1、典型的反馈控制系统基本组成框图：

3、基本要求的提法：可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）

第二章要求：

1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法；

2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质;

3、明确传递函数与微分方程之间的关系；

4、能熟练地进行结构图等效变换；

5、明确结构图与信号流图之间的关系；

6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数；例1某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数

( s) (s) C2(s) G i G 2G3

R i (s) 1 G1G2G3G4 R i (s) 1 G1G2G3G4

例2某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数：

C(s) C(s) E(s) E(S)。R(s)，

N(s)，R(s)，N(s) °

C i(s) C2(s) C2(s) G(S)

Rds^FUs)，R2(S)‘R2(S)

复合控制方式。

例3:

r(t) u i (t) —R^ ii(t)

ui(t)C i

1

[i i(t) i2(t)]dt

U i(t) c(t) i (t) R2i2(t)

1

C(t) 丁i2(t)dt

C2

例

4、一个控制系统动态结构图如下，试求系统的传递函数。

X c (S) W 1W 2W 3 X r (S)

1 W 2W 3W 4 W 1W 2W 5

例5如图RLC 电路，试列写网络传递函数

U c (s)/U r (s).

G(s)也 U r

(s) 1

LCs 2 RCs 1

C(t) 1 2e 2t e 七

，试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。

C(t) 4e 2t e t ，试求系统的传递函数、微分方程、单位阶跃响应。

单位阶跃响应为：C(t) 1 2e 2t e t 第三章本章要求： 1、稳定性判断

1)正确理解系统稳定性概念及稳定的充要条件。 环传递函数的极点均分布在平面的左半部。

LC^ U c (t)

dt 2

RCsU c (s)

du c (t)

RC^-以)u r (t)

U c (s) U r (s)

解：传递函数:

G(s)

3s 2 (s 2)(s 1)

，微分方程:

d 2c(t) 3dc(t) dt 2 dt

2c(t)

3

四 dt

2r(t)

例6某一个控制系统的单位阶跃响应为:

解：传递函数:

G(s)

3s 2 (s 2)(s 1) 微分方程:

d 2c(t) dt 2

dt

2c(t) dt

2r(t)

脉冲响应：c(t)

4e

2t

例7 一个控制系统的单位脉冲响应为

闭环系统特征方程的所有根均具有负实部；或者说，闭

2） 熟练运用代数稳定判据判定系统稳定性，并进行分析计算。 2、 稳态误差计算

1）正确理解系统稳态误差的概念及终值定理应用的限制条件。 2 ）牢固掌握计算稳态误差的一般方法。

3） 牢固掌握静态误差系数法及其应用的限制条件。 3、 动态性能指标计算

1） 掌握一阶、二阶系统的数学模型和典型响应的特点。

2） 牢固掌握一阶、二阶系统特征参数及欠阻尼系统动态性能计算。 3） 掌握典型欠阻尼二阶系统特征参数、极点位置与动态性能的关系。

例1•二阶系统如图所示,其中 0.5, n 4（弧度/秒）当输入信号为单位阶跃 信号时,

试求系统的动态性能指标. 解:

arctg -— arctg

60 1.05(弧度)

t s 3.5 2

4、1 0.52 3.46

3.5 0.5 4 1.57(秒) 0.05 0.02

4.5

4.5 0.5 4

t s

1 2

罟 0.60（ 秒）

n

「• 1

例2已知某控制系统方框图 如图所示,要求该系统的单位

n J

阶跃响应c （t ）具有超，

0.52

p

调量 p 10

°%3%（

和

100

%

峰值时间t p

1秒，

试确定前置放大器的增 益 K 及内反馈系数之值.

解：（1）由已知 p 和t p 计算出二阶系统 参数及 n 由p e / t r

求闭环传递函数

⑵ ,并化成标准形式 10K C （s ） _ R （s ） s

2

与标准形式比较

(1 10 )s 10K 2

100 % 16 .3% 例3已知图中T m =0.2 ,0.K=5，求系统单位阶跃响应指标。 又 t

p R(s

得 n i )

/ n V 1

3.63 ra ，

d/f

2 K s(T m s 1 )

n

1

1.32

C(s) R(s)

2

n 2

10

2 n 2

n 10K 0.263

解3:系统闭环传递函数为

化为标准形式

(s) 3

1 G(s) (s)

2

K/T

m

s s/T m K /T m

Es 1) K

2

__________ n s 2 n s

n

即有

2 n =1/T m =5,

n2=K/T m =25