自动控制原理完整的考试复习笔记总结
(完整版)自动控制原理知识点总结

@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)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.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?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。
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。
掌握典型闭环控制系统的结构。
开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。
)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。
即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。
将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。
(填空或选择)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5.动态结构图的等效变换与化简。
三种基本形式,尤其是式2-61。
主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。
(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。
胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记

胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记 第二章
【考点笔记】 一、微分方程 1.列写对象,*简单力学系统,*电网络(有源、无源),电动机控 制系统 2.建立微分方程的方法 二、传递函数 1.对线性定常系统,在 0 初始条件下,输出变量的 L 与输入变量 L 之 比 2.特点与注意事项 若不在 0 初始条件,则仅有传递函数,不能完全反映系统性能,只 能反映动态性能,如力学系统、电学系统可能有相同传递函数,只 能反映一个入、一个出之间的关系,要建立函传递函数只能一对一。
输入为r1(t), r(t), 且r1(t)
dr(t) dt
, 则C1 (t )
dc(t) dt
a.
输入为r2 (t), r(t), 且r2 (t) r(t)dt,则C2 (t) c(t)dt
b.输出满足叠加原理
各项性能指标定义
计算公式
G(s)
n2
S(S 2n )
(s)
S2
Wn 2 2n S
【重点考题】 1.电路如图,Vr(s)总输入,Vc(s)总输出,画出结构图,并求 Vr(s) /Vc(s)
【答案详解】
胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记
I1
(s
)
U
r
(
s) U R1
c
(s)
电容阻抗 1/cs
I2 (s) C1S[Ur (s) Uc (s)]
I I1 I2
Vc
(s)
R2
胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记 【考研专业课复习】
胡寿松版自动控制原理 考研、期末复习重点笔记
第一章 【考点笔记】 一、自动控制系统的组成和基本原理 1.组成:
2.工作原理 3.控制系统的方框图 二、基本概念和术语 被控对象:要求实行控制的系统。例如:温度控制系统
自动控制原理知识点复习资料整理

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》课程考试复习要点

《自动控制原理》课程考试复习要点第1章控制原理绪论一、主要内容1、自动控制的概念,控制系统中各部分名称及概念2、开环控制于闭环控制的区别,负反馈原理3、系统的分类4、方框图绘制(原理图)5、对自动控制系统的一般要求(稳、准、快)二、自动控制概念中的基本知识点1、闭环系统(或反馈系统)的特征:采用负反馈,系统的被控变量对控制作用有直接影响,即被控变量对自己有控制作用。
2、典型闭环系统的功能框图。
自动控制在没有人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。
自动控制系统由控制器和被控对象组成,能够实现自动控制任务的系统。
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。
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。
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。
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。
负反馈反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。
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。
开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。
开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。
闭环控制系统凡是系统输出端与输入端存在反馈回路,即输出量对控制作用有直接影响的系统,叫作闭环控制系统。
自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。
复合控制系统复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。
它在闭环控制的基础上,用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道,用以提高系统的精度。
自动控制系统组成组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件1.给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号),这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。
(完整版)自动控制原理知识点总结

@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)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.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?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。
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。
掌握典型闭环控制系统的结构。
开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。
)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。
即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。
将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。
(填空或选择)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5.动态结构图的等效变换与化简。
三种基本形式,尤其是式2-61。
主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。
(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。
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。
(完整word版)自动控制原理知识点总结

@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)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.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?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。
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。
掌握典型闭环控制系统的结构。
开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。
)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。
即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。
将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。
(填空或选择)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5.动态结构图的等效变换与化简。
三种基本形式,尤其是式2-61。
主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。
(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。
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。
自动控制原理总复习资料(完美)要点

第一章的概念1、典型的反馈控制系统基本组成框图:复合控制方式3、基本要求的提法:可以归结为稳定性(长期稳定性) 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总复习、准确性(精度)和快速性(相对稳定性) C i (s ) C 2(s ) C 2(s ) G(S )复合控制方C i (s) _ G,s)C 2(s)R i (s)1 - G 1G 2G 3G 4 R i (s)-G 1G 2G 31 - G 1G 2G 3G 4C(s) C(s) E(s) E(S) R(s),N(s),R(s),N(s)例3: 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:EG.7)► * kG 1(S )G2(S )C(s) _R(s) 1 G 1(s)G 2(s)H(s) C(s)-G 2 (s) N(s) 一 1 G,S )G 2(S )H(S )r(t) - u 1 (t) i (t) m「1(t ) R 115(t) = J 川dt)-i 2(t)]dtMy)J(t)R 2C(t)二 1 i 2(t)dtC2将上图汇总得到:R(s) +l i (s) +U i (s)l 2(s)U 1(s )*l 2(s)C(s)1 C 1sC(s)I i (s)U i (s)I2G)(b)例5如图RLC 电路,试列写网络传递函数U c (s)/U r (s).例6某一个控制系统的单位阶跃响应为:C(t) =1 -2e't • e ,,试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。
解:传递函数:2〜、3s +2 八厶八、计 d c(t)丄小dc(t )丄小/八 cdr(t)丄“、 G(s),微分万程: 2 3 2c(t)=3 2r(t)(s + 2)(s+1)dt 2 dt dt脉冲响应:c(t)二-e‘ 4e'2tk =1例4、一个控制系统动态结构图如下,试求系统的传递函数。
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》胡寿松——总结与复习

三、绘制常规根轨迹的基本规则
根轨迹的分支数、对称性、 起点和终点、实轴上的根轨迹、 渐近线(倾角,与实轴的交点)、 分离点和会合点、与虚轴的交点、 出射角和入射角、 特征方程的根之和=开环极点之和(n-m≥2)
分析与设计:
确定主导极点→根轨迹增益→其他闭环极点→闭环传递函数
第五章 频域分析法
一、频率特性的定义 输出的稳态分量与输入正弦信号之间的关系; 幅频特性,相频特性
(参数的稳定域) ➢ 分析系统的相对稳定性。
5. 控制系统的稳态误差
• 稳态误差的定义和分类 跟踪稳态误差、扰动稳态误差。
• 利 用 终 值 定 理 求 稳 态 误差
前 提 :E(s) 除 原 点 外 , 其 余 极 点 均在 左 半 平 面 。
• 不 能 利 用 终 值 定 理 时 如何 求 稳 态 误 差
串联校正的两种常用思路
1. 根据性能要求确定希望的开环频率特性的 Bode图,再由Bode图求开环传递函数, 最后得到校正装置的传递函数。
2. 限定校正装置为简单结构,通过改变其参 数来获得尽可能好的开环频率特性。
思路2的常用校正方式: 超前校正,滞后校正,滞后超前校正
R(s) E(s)
-
Gc (s)
• 稳定性的基本概念 • 稳定性的两种常用定义
运动稳定性 有界输入有界输出稳定性( BIBO 稳定) • 线性定常系统的稳定条件 系统极点均具有负实部 • 反馈控制系统稳定的充要条件 特征方程的根(闭环极点)均具有负实部
•劳斯-赫尔维茨稳定判据
劳斯表的计算规律
劳斯判据的应用:
➢ 判断系统是否稳定; ➢ 判断不稳定极点的个数; ➢ 求出保证系统稳定的参数取值范围;
二、频率特性的几何表示 幅相频率特性图(极坐标图,Nyquist图); 对数幅频特性和对数相频特性(伯德图);
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。
自动控制原理重点内容复习总结

四、高阶系统的闭环主导极点
1、在S平面上,距离虚轴比较近,且周围没有其它的零极点。 2、与其它闭环极点距虚轴的距离之比在5倍以上。
G(
s
)H(
s)
K(T1s 1 )( T2s 1 )(Tms 1 ) sN (T1' s 1 )( T2s 1 )(Tn' s 1 )
esr
lim
s0
1
s G(s)H(s)
微分定理(初始条件为零),
L [df (t)] sF (s), dt
L
[d
2f dt
(t )]
2
s2F
( s ),
积分定理(初始条件为零), L[
f
(t )dt ]
1 s
F(s)
位移(滞后)定理 L[ f (t )] esF (s)
终值定理 初值定理
lim f (t) lim sF (s)
(2)相加、分支点需要跨越方块时,需要做相应变换,两者 交换规律找正好相反。
(3)交换后,利用串、并、反馈规律计算。
四、信号流图
控制原理复习总结 第二章 控制系统的数学模型
信号流图是一种表示系统各参数关系的一种图解法, 利用梅逊公式,很容易求出系统的等效传递函数。
梅逊公式
总增益:
1
P
k
Pk k ,
自动控制系统的组成
控制原理复习总结 第一章 概论
定值控制系统:输入是扰动f。 随动控制系统:输入是给定r。
Y (s) G1(s) F (s)
Y (s) G2(s) R(s)
区别在于给定值的形式。
e = x-z
控制原理复习总结
第二章 控制系统的数学模型
主要内容:
胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记

*3.求法
①由系统的微分方程 经拉氏变换,按传递函数定义
环节 由系统的元部件的微分方程组
经过拉氏变换,消除中间变量,按传函定义传递函数
简化 ②由工作原理图 结构图
梅逊公式
③由系统响应解析表达式 经拉氏变换,按传函与响应之间关系
胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记 *4.几个基本传函
*注意,传函不能叠加
三、动态结构图
1.特点
动态结构图中,信号只能沿箭头方向单向传播,只能反映动态性能, 不反映物理结构(是力学系统还是电动机系统)。结构图不唯一 (对同一个输入、输出),但是遵循等效变换原则,得到相同传函。
*2.画法 *3.简化规则 *4.Mason 公式 【知识图解】
胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记
)
S (T1 1
S) T2
k1 k2s S 2 T1S T2
S(T1 S)
令 R(s)=0
胡寿松版自动控制原理考研、期末复习重点笔记
C(s) S(S T1 1) N (s) S 2 T1S T2
【要点提示】
若不要求使用简化方法,直接计算
C(s)
k1
1 S
T1
1
S
R(s)
1
1 S
1 G1(s)G2 (s)H (s) 只和系统结构有关,与输入信号的位置、形式无关。
特征方程1 G1(s)G2 (s)H (s) 0 ③误差传函:
令N (s) 0, (s) E(s)
1
ER
R(s) 1 G1(s)G2 (s)H (s)
令R(s) 0, (s) E(s) G2 (s)H (s)
T1
1
S
T2
自动控制原理完整的考试复习笔记总结

自动控制原理复习总结笔记一、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)非线性分析方法二、系统的数学模型(1)解析表达:微分方程;差分方程;传递函数;脉冲传递函数;频率特性;脉冲响应函数;阶跃响应函数(2)图形表达:动态方框图(结构图);信号流图;零极点分布;频率响应曲线;单位阶跃响应曲线时域响应分析一、对系统的三点要求:(1)必须稳定,且有相位裕量γ和增益裕量Kg(2)动态品质指标好。
p t 、s t 、r t 、σ% (3)稳态误差小,精度高 二、结构图简化——梅逊公式 例1、解:方法一:利用结构图分析:()()()()[]()()[]()s X s Y s R s Y s X s R s E 11--=+-=方法二:利用梅逊公式 ∆∆=∑=nk KK P s G 1)(其中特征式 (11),,1,1+-+-=∆∑∑∑===Qf e d fedMk j k j N i i LL L L L L式中:∑iL 为所有单独回路增益之和∑jiLL 为所有两个互不接触的单独回路增益乘积之和 ∑fedLL L 为所有三个互不接触的单独回路增益乘积之和其中,k P 为第K 条前向通路之总增益;k ∆ 为从Δ中剔除与第K 条前向通路有接触的项;n 为从输入节点到输出节点的前向通路数目 对应此例,则有:通路:211G G P ⋅= ,11=∆特征式:312131211)(1G G G G G G G G ++=---=∆ 则:3121111)()(G G G G P s R s Y ++∆= 例2:[2002年备考题]解:方法一:结构图化简继续化简:于是有:结果为其中)(s G =…方法二:用梅逊公式[]012342321123+----=∆H G G H G G G H G G通路:1,1321651=∆=G G G G G P1232521,H G G G P +=∆= 1,334653=∆=G G G G P于是:()()......332211=∆∆+∆+∆=P P P s R s Y三、稳态误差(1)参考输入引起的误差传递函数:()HG G s R s E 2111)(+=; 扰动引起的误差传递函数:()()HG G H G s N s E 2121+-=(2)求参考输入引起的稳态误差ssr e 时。
《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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
自动控制原理复习总结笔记一、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)非线性分析方法二、系统的数学模型(1)解析表达:微分方程;差分方程;传递函数;脉冲传递函数;频率特性;脉冲响应函数;阶跃响应函数(2)图形表达:动态方框图(结构图);信号流图;零极点分布;频率响应曲线;单位阶跃响应曲线时域响应分析一、对系统的三点要求:(1)必须稳定,且有相位裕量γ和增益裕量Kg(2)动态品质指标好。
p t 、s t 、r t 、σ% (3)稳态误差小,精度高 二、结构图简化——梅逊公式 例1、解:方法一:利用结构图分析:()()()()[]()()[]()s X s Y s R s Y s X s R s E 11--=+-=方法二:利用梅逊公式 ∆∆=∑=nk KK P s G 1)(其中特征式 (11),,1,1+-+-=∆∑∑∑===Qf e d fedMk j k j N i i LL L L L L式中: ∑i L 为所有单独回路增益之和∑jiLL 为所有两个互不接触的单独回路增益乘积之和 ∑fedLL L 为所有三个互不接触的单独回路增益乘积之和其中,k P 为第K 条前向通路之总增益;k ∆ 为从Δ中剔除与第K 条前向通路有接触的项;n 为从输入节点到输出节点的前向通路数目 对应此例,则有:通路:211G G P ⋅= ,11=∆特征式:312131211)(1G G G G G G G G ++=---=∆则:3121111)()(G G G G P s R s Y ++∆= 例2:[2002年备考题]解:方法一:结构图化简继续化简:于是有:结果为其中)(s G =…方法二:用梅逊公式[]012342321123+----=∆H G G H G G G H G G通路:1,1321651=∆=G G G G G P1232521,H G G G P +=∆= 1,334653=∆=G G G G P于是:()() (3)32211=∆∆+∆+∆=P P P s R s Y三、稳态误差(1)参考输入引起的误差传递函数:()HG G s R s E 2111)(+=; 扰动引起的误差传递函数:()()HG G H G s N s E 2121+-=(2)求参考输入引起的稳态误差ssr e 时。
可以用 p K 、v K 、a K 叠加,也可以用终值定理:()s E s r s ⋅→0lim(3)求扰动引起的稳态误差 ssn e 时,必须用终值定理:()s E s N s ⋅→0lim(4)对阶跃输入:()s G K s p 00lim →= ,如()()t a t r 1⋅=,则()sa s R =,pssr K ae +=1 (5)对斜坡输入:()s G s K s v 00lim ⋅=→,如()t b t r ⋅=,则()2sbs R =,v ssr K b e = (6)对抛物线输入:()s G s K s p 020lim ⋅=→, 如()221t c t r ⋅=,则()3scs R =,a ssr K c e = 例3:求:()()s R s Y ,令()0=s N ,求()()s N s Y ,令()0=s R解:结构图化简:继续化简,有:当()0=s N 时,求得()()s R s Y =。
;当()0=s R 时,有 求得()()s N s Y =… 例4: 令()0=s N ,求()()s R s Y ,令()0=s R ,求()()s N s Y为了完全抵消干扰对输出的影响,则()?=S G x解:求()()s R s Y ,用用梅逊公式:21111,1G KG P +=∆= 1,212=∆=x G G P []12112111KG G KG KG G KG ++=---=∆则:()()12112111KG G KG G G G KG s R s Y x ++++=,同理求得()()s R s Y =… 若完全抵消干扰对输出的影响,则干扰引起的输出应该为零。
即()()s N s Y =0,故()()12112111KG G KG G G G KG s R s Y x ++++==0,所以1211G G KG G x +-=例5: 其中 ()()4111++=s s s s G n ,()()222+=s s Ks G n ,r(t)和n(t)分别是参考输入和扰动输入。
(1)求误差传递函数()()()s R s E s G re =和()()()s N s E s G ne =; (2)是否存在n1≥0和n2≥0,使得误差为零?(3)设r(t)和n(t)皆为阶跃输入,若误差为零,求此时的n1和n2解: ①()()()2111G G s R s E s G re +==, ()()()2121G G G s N s E s G ne +==,[N(s)为负]② r(t)=t,要求ssr e =0.则系统应为Ⅱ型系统,那么n1+n2=2. ③ r(t)=1(t),n(t)= 1(t),要求ss e =0,则n1+n2=1因为如()()()()()()1244+++++=s K s s s s K s N s E ,则 ()()()()()()41lim lim lim 00=⋅⋅=⋅⋅=⋅=→→→ss N s E s s N s N s E s s E s e s s s ssn 而事实上:()()()()()()1244+++++=s K s s s s Ks s N s E()()()()()()01lim lim lim 00=⋅⋅=⋅⋅=⋅=→→→ss N s E s s N s N s E s s E s e s s s ssn 可见积分环节在()s G 1部分中,而不在()s G 2中。
故n1=1,n2=0。
就可以实现要求例6:如图,当()()()︒--︒+=203cos 215sin t t t r 时,求稳态输出 解:应用频率法:()75+=ωωφj j ,则()()73tan 5857353,71tan 50575111---∠=+=-∠=+=j j j j φφ ()⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒--⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒+=--∞→73tan 203cos 581071tan 15sin 505|11t t t y t四、动态指标(1)二阶系统传递函数的标准形:()()2222nn n s s R s Y ωξωω++= (2)ξθ=cos ,θ越大,ξ越小 (3)21ξωθπ--=n r t ,21ξωπ-=n p t ,ns t ξω4~3=(Δ=5%或2%)例7:如图,要求%30%,1.0==σs t p ,试确定参数K ,T 。
解:()()222222///nn n s s T K T s s TK K s Ts K s R s Y ωξωω++=++=++=, 则T K n =2ω, T n 12=ξω。
由1.012=-=ξωπn p t , 3.01exp %2=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=ξπξσ,可得ξ=?,T=?例8:求:① 选择1K ,t K ,使得σ%≤20%,ts=1.8秒(%2±=∆) ② 求p K 、v K 、a K ,并求出()()t t t r +=1时的稳态误差解:① ()()⎩⎨⎧==⇒++=++=tn n nn n t K K K s s K s K K s K s R s Y 112222112122ξωωωξωω 由σ%≤20%,则%201exp 2≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛--ξπξ,求得ξ≥… 由8.14==ns t ξω,求得n ω≤。
,从而得1K 、t K 。
② 由传递函数:()()t K K s s K s G 110+=得,()∞==→s G K s p 00lim ,()ts v K s G s K 1lim 00=⋅=→,()0lim 020=⋅=→s G s K s a 当()()t t t r +=1时,t t vp ss K K K K e =+=++=0111频率法一、基本概念:()()ωωj G s G j s ==,输入是正弦信号,稳态输出。
如:()t R t r 11sin ω=,则()()()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+∠++=1111111sin 1ωωωωωj G j G t R j G j G t y 二、① 惯性环节1+Ts K,()221ωωT K j G +=, ()()ωωT j G 1tan --=∠,︒-→︒900②()11+Ts s K ,()221ωωωT Kj G +=()()ωωT j G 1tan 90--︒-=∠,则:+∞→0:ω,()︒-→︒-18090:ωφ,()0→∞:ωA注意:321ωωω==因为()()()()(ωωφωφωφT j G 1321tan 90--︒-=∠===③()()1121++s T s T K,(如图3)则()()()()ωωωωφω112221tan 11T T T KA ---∠+⋅+=∠④()()1121++s T s T s K,(如图4)()()()()ωωωωωωφω21112221tan tan 9011T T T T KA ----︒-∠+⋅+=∠求w1。
因()︒-=1801ωφ,故︒=+⇒︒-=--︒-----90tan tan 180tan tan 9021112111ωωωωT T T T两边取正切:21212111T T T T T T =⇒∞=⋅-+ωωωωω ⑤()()()11121+++s T s T s s K τ,其中21T T >>τ,(如图5)⑥ 增益裕量:()11ωA K g =,相位裕量:()c ωϕγ+︒=180,如图6注意:用()1=c j G ω求K ;用()︒=-180tan 11ωj G 求w1。
例1:()()()11121+++s T s T s s K τ,T1>T2,K=10,作出波德图 例2:求:(1)写出开环传递函数()s G 0 (2)计算系统的相位裕量和增益裕量(3)做出()s G 0的Nyquist 曲线,并分析闭环系统的稳定性 解:① ()()()11.01220++=s s s K s G可见图中2=c ω,因为幅频特性曲线在w1=0.5和w2=10时发生转折,显然w=2时,曲线只在w1=0.5发生转折,而未到w2=10。
故w2=10不发生作用,所以()112222=⇒=⨯⋅K K ,故()()11.0122++=︒s s s s G ② 相位裕量:()......2tan 4tan 18011=-=+︒=--c ωϕγ 因为()︒=-180tan 101ωj G ,则∞=⇒=⇒=⇒=--g K 01.021.0tan 2tan 1111111ωωωωω③:则Z=0,N=0,P=0。