自动控制原理复习提纲(整理版)

《自动控制原理》课程概念性知识复习提纲详细版

第一章:

1.自动控制的任务(背):是在没有人直接参与下,利用控制装置操纵被控对象,使被控量等于给定值。 2.自动控制基本方式一.按给定值操纵的开环控制 二.按干扰补偿的开环控制 三.按偏差调节的闭环控制 3.性能要求:稳快准 第二章:

4.微分方程的建立:课后2.5 5.传递函数定义(背) 线性定常系统(或元件)的传递函数为在零初始条件下,系统(或元件)的输出变量拉氏变换与输入变量拉氏变换之比。 这里的零初始条件包含两方面的意思,一是指输入作用是在t=0以后才加于系统,因此输入量及其各阶导数,在

??t=0时的值为零。二是指输入信号作用于系统之间系统是静止的,即t=0时,系统的输出量及其各阶导数为零。这是反映控制系统的实际工作情况的,因为式(2-38)表示的是平衡工作点附近的增量方程,许多情况下传递函数是能完全反映系统的动态性能的。

6.结构图化简:课后2.14(结构图化简一道大题,梅森公式化简一道大题) 复习要点

7.几种传递函数(要求:懂得原理)一.输入信号r(t)作用下的系统闭环传递函数 二.干扰信号n(t)作用下的系统闭环传递函数 三.闭环系统的误差传递函数 8.阶跃响应,脉冲响应,传递函数之间的关系 阶跃响应:H(s)=

11 单位斜坡响应:Ct(s)=2 单位脉冲响应:K(s)=?(s) ss1111H(s)??(s)??K(s)? Ct(s)??(s)?2?H(s)? 综合可得 K(s)=sH(s) H(s)=sCt

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第三章:

9.阶跃响应的性能指标有哪些,各个性能指标的意义是什么。

延迟时间td:指单位阶跃响应曲线h(t)上升到其稳态值的50%所需要的时间 上升时间tr:指单位阶跃响应曲线h(t),从稳态值的10%上升到90%所需要的时间(也有指从零上升到稳态值所需要的时间) 峰值时间tp:指单位阶跃响应曲线h(t),超过其稳态值而达到第一个峰值所需要的时间。 超调量?%:指在响应过程中,超出稳态值的最大偏移量与稳态值之比,即 ?%?h(tp)?h(?)h(?)?100%,式中:h(tp)是单位阶跃响应的峰值;h(?)是单位阶跃响应的稳态值 调节时间ts:在单位阶跃响应曲线的稳态值附近,取?5%(有时也取?2%作为误差带,响应曲线达到并不再超出该误差带的最小时间,成为调节时间(或过渡过程时间)。调节时间ts标志着过渡过程结束,系统的响应进入稳态过程。 稳态误差ess:当时间t趋于无穷时,系统单位阶跃响应的实际值(即稳态值)与期望值[一般为输入值1(t)]之差,一般定义为稳态误差。即ess?1?h(?) 延迟时间、上升时间、峰值时间 表征 系统响应初始段的快慢;调节时间,表示系统过渡过程持续的时间,是系统快 速性的一个指标,超调量反映系统响应过程的平稳性,稳态误差则反映系统复现输入信号的最终(稳态)精度。 10.从平稳性,快速性和稳态精度三个方面,简述典型二阶欠阻尼系统结构参数?,?n对阶跃相应的影响。 由于欠阻尼二阶系统具有一对实部为负的共轭复特征根,时间响应呈衰减振荡特性,故又称为振荡环节。 系统闭环传递函数的一般形式为

2?nC(s) ?22R(s)s?2??ns??n由于0

2式中,????n,为特征根实部之模值,具有角频率量纲。?d??n1??,称为阻尼振荡角频率,且?d??n

2平稳性:阻尼比??,超调量?,响应振荡倾向越弱,平稳性越好。反之,阻尼比??,超调量?,振荡越强,平稳性越差。

当?=0时,零阻尼响应为h(t)?1?cos?nt,t?0,具有频率为?n的不衰减(等幅)振荡。 超调量与阻尼比的关系:

?d??n1??2 阻尼比?一定,?n?,?d?,平稳性越差。

快速性:?=0.707时,超调量?%<5%,平稳性最好。

稳态精度:由式3-25可看出,瞬态分量随时间t的增长衰减到零,而稳态分量等于1,因此,上述欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应稳态误差为零。

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