自动控制原理概念整理

1.在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯

变换值比,定义为线性定常系统的传递函数。传递函数表达了系统内在特性,只与系统的结构、参数有关,而与输入量或输入函数的形式无关。

2.一个一般控制系统由若干个典型环节构成,常用的典型环节有比例环节、惯性

环节、积分环节、微分环节、振荡环节与延迟环节等。

3.构成方框图的基本符号有四种,即信号线、比较点、方框与引出点。

4.环节串联后总的传递函数等于各个环节传递函数的乘积。环节并联后总的传

递函数就是所有并联环节传递函数的代数与。

5.在使用梅森增益公式时,注意增益公式只能用在输入节点与输出节点之间。

6.上升时间tr、峰值时间tp与调整时间ts反应系统的快速性;而最大超调量Mp

与振荡次数则反应系统的平稳性。

7.稳定性就是控制系统的重要性能,使系统正常工作的首要条件。控制理论用于

判别一个线性定常系统就是否稳定提供了多种稳定判据有:代数判据(Routh 与Hurwitz判据)与Nyquist稳定判据。

8.系统稳定的充分必要条件就是系统特征根的实部均小于零,或系统的特征根

均在跟平面的左半平面。

9.稳态误差与系统输入信号r(t)的形式有关,与系统的结构及参数有关。

10.系统只有在稳定的条件下计算稳态误差才有意义,所以应先判别系统的稳定

性。

11.Kp的大小反映了系统在阶跃输入下消除误差的能力,Kp越大,稳态误差越小;

Kv的大小反映了系统跟踪斜坡输入信号的能力,Kv越大,系统稳态误差越小;

Ka的大小反映了系统跟踪加速度输入信号的能力,Ka越大,系统跟踪精度越高

12.扰动信号作用下产生的稳态误差essn除了与扰动信号的形式有关外,还与扰

动作用点之前(扰动点与误差点之间)的传递函数的结构及参数有关,但与扰动作用点之后的传递函数无关。

13.超调量仅与阻尼比ξ有关,ξ越大,Mp则越小,相应的平稳性越好。反之,阻尼

比ξ越小,振荡越强,平稳性越差。当ξ=0,系统为具有频率为Wn的等幅震荡。

14.过阻尼ξ状态下,系统相应迟缓,过渡过程时间长,系统快速性差;ξ过小,相

应的起始速度较快,但因震荡强烈,衰减缓慢,所以调整时间 ts亦长,快速性差。

15.当ξ=0、707时,系统的超调量Mp<5%,,调整时间ts也最短,即平稳性与快速

性均最佳,故称ξ=0、707位最佳阻尼比。

16.当阻尼比ξ为常数时,Wn越大,调节时间ts就越短,快速性越好。系统的超调

量Mp与振荡次数N仅仅有阻尼比ξ决定,她们反映了系统的平稳性。

17.系统引入速度反馈控制后,其无阻尼自然振荡频率Wn不变,而阻尼比ξ加大,

系统阶跃响应的超调量减小。

18.系统中增加一个闭环左实极点,系统的过渡过程将变慢,超调量将减小,系统

的反应变得较为滞呆。

19.根轨迹的规律就是相角条件与幅值条件。

20.K的变动只影响幅值条件不影响相角条件,也就就是说,跟轨迹上的所有点满

足同一个相角条件,K变动相角条件就是不变的。

21.跟轨迹图揭示了稳定性、阻尼系数、振型等动态性能与系统参数的关系,用跟

轨迹图设计控制系统的关键就是配置合适的闭环主导极点。

22.系统的开环对数幅频特性L(w)等于各个串联环节对数幅频特性之与,系统的

开环相频特性Ф(w)等于各个环节相频特性之与。

23.在s右半平面上既无极点有无零点的传递函数,称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

24.最小相位系统的L(w)曲线的斜率增大或减小时,对应相频特性的相角也增大

或减小,二者变化趋势就是一致的。对最小相位系统,幅频特性与相频特性之间存在着唯一的对应关系。

25.对于最小相位系统,当|G(jw)H(jw)|<1或20lg|G(jw)H(jw)|<0时,闭环系统稳定。

当γ〉0时闭环系统稳定。

26.时域性能指标,包括稳态性能指标与动态性能指标;频域性能指标,包括开环

频域指标与闭环频域指标。

27.校正方式可以分为串联校正、反馈(并联)校正、前置校正与扰动补偿等。串

联校正与并联校正就是最常见的两种校正方式。

28.根据校正装置的特性,校正装置可分为超前校正装置、滞后校正装置与滞后-

超前校正装置。

29.校正装置中最常用的就是PID控制规律。PID控制就是比例积分微分控制的

简称,可描述为

Gc(s)=Kp+KI/s+KDs

30.PD控制器就是一高通滤波器,属超前校正装置;PI控制器就是一低通滤波器,

属滞后校正装置;而PID控制器就是由其参数决定的带通滤波器。

31.非线性系统分析的基础知识,主要包括相平面法与描述函数法。

32.只有在Ws≥2Wmax的条件下,采样后的离散信号才有可能无失真的恢复原来

的连续信号。这里2Wmax为连续信号的有限频率。这就就是香农采样定理。

由于它给出了无失真的恢复原有连续信号的条件,所以成为设计采样系统的一条重要依据。

33.在z域中采样系统稳定的充要条件就是:当且仅当采样特征方程的全部特征

跟均分布在z平面上的单位园内,后者所有特征跟的模均小于1,相应的线性定常系统就是稳定的。

1、控制系统的基本控制方式有哪些？

2、什么就是开环控制系统？

3、什么就是自动控制？

4、控制系统的基本任务就是什么？

5、什么就是反馈控制原理？

6、什么就是线性定常控制系统？

7、什么就是线性时变控制系统？

8、什么就是离散控制系统？

9、什么就是闭环控制系统？

10、将组成系统的元件按职能分类,反馈控制系统由哪些基本元件组成？

11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？

12、典型控制环节有哪几个？

13、典型控制信号有哪几种？

14、控制系统的动态性能指标通常就是指？

15、对控制系统的基本要求就是哪几项？