自动控制原理复习课ppt课件.pptx

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1、自动控制原理复习课自动控制原理复习课使用班级：电气使用班级：电气12-2、31 考试题型考试题型1、填空题（、填空题（30分）分）2、判断题（、判断题（10分）分）3、综合分析题（、综合分析题（60分）分）2 考试形式考试形式1、闭卷、闭卷2、要带计算器（无记忆功能的）、要带计算器（无记忆功能的）3 考试重点考试重点1、基本概念、基本概念第第1章章反馈、控制系统基本的控制方式、控制系统的分类、反馈、控制系统基本的控制方式、控制系统的分类、对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求第第2章章控制系统数学模型的类型、拉氏变换的应用（终值控制系统数学模型的类型、拉氏变换的应用（终值定理的应用、求解微分

2、方程、部分分式法的应用）、定理的应用、求解微分方程、部分分式法的应用）、传递函数的定义和性质、结构图与信号流图传递函数的定义和性质、结构图与信号流图第第3章章控制系统的性能指标、一阶系统的动态分析、二阶系控制系统的性能指标、一阶系统的动态分析、二阶系统的时域分析（重点）、高阶系统的定性分析、稳态统的时域分析（重点）、高阶系统的定性分析、稳态误差（定义、与哪些因素有关、如何计算）、稳定性误差（定义、与哪些因素有关、如何计算）、稳定性分析（定义、充要条件、劳斯判据）分析（定义、充要条件、劳斯判据）第四章第四章根轨迹的定义、绘制根轨迹的二个条件、简单系统根根轨迹的定义、绘制根轨迹的二个条件、简单系统

3、根轨迹的绘制、开环增益与根轨迹增益的区别轨迹的绘制、开环增益与根轨迹增益的区别第第5章章频率特性的定义、正弦输入下系统稳态输出的求法、频率特性的定义、正弦输入下系统稳态输出的求法、典型环节的频率特性、幅相曲线和对数频率特性曲线典型环节的频率特性、幅相曲线和对数频率特性曲线的绘制方法、三频段的概念、稳定裕度的绘制方法、三频段的概念、稳定裕度第第6章章PID控制规律中控制器参数的作用及对系统性能的影控制规律中控制器参数的作用及对系统性能的影响、超前校正和滞后校正（校正网络的数学模型、特响、超前校正和滞后校正（校正网络的数学模型、特点、最大超前角和最大滞后角的计算）点、最大超前角和最大滞后角的计算）

4、第第7章章采样过程及其数学描述、采样定理、采样过程及其数学描述、采样定理、Z变换的概念、变换的概念、脉冲传递函数的定义和求法、离散系统的稳定性分脉冲传递函数的定义和求法、离散系统的稳定性分析、离散系统的定性动态分析、离散系统的稳态误析、离散系统的定性动态分析、离散系统的稳态误差差2、例题分析、例题分析1 传递函数为传递函数为传函的零极点形式：传函的零极点形式： 4012014)8(4014012014401201)8(201401204)8(20sssssssssssssG零点：零点：Z1=-8，极点：，极点： P1=-4， P2=-1/20， P3=-1/40根轨迹增益：根轨迹增益：1/40

5、 1401204)8(20sssssG传函的标准形式：传函的标准形式： 140120141) 181(4014012014181) 181(41201401204)8(20sssssssssssssG传函的增益：传函的增益：40其单位阶跃响应的形式：其单位阶跃响应的形式：主要由极点来决定，所有极点主要由极点来决定，所有极点都位于实轴上，且都是负极点，都位于实轴上，且都是负极点，所以其单位阶跃响应单调不振所以其单位阶跃响应单调不振荡的非周期性过程。荡的非周期性过程。 4012014)8(4011401204)8(20sssssssssG零极点分布图零极点分布图零极点分布图零极点分布图 14012

6、0) 181(40140120141) 181(401401204)8(20ssss：GsssssssssG简化为主导极点：二个靠近虚轴的极主导极点：二个靠近虚轴的极点点第三个极点与虚轴的距离为第三个极点与虚轴的距离为4，远超另二个极点与虚轴的距离，远超另二个极点与虚轴的距离，可以忽略，故其传函可简化为：可以忽略，故其传函可简化为： 140120) 181(40140120141) 181(401401204)8(20ssss：GsssssssssG简化为忽略远离虚轴的极点，相当于信号不再经过这个环忽略远离虚轴的极点，相当于信号不再经过这个环节，直接传递过去，所以该环节看为节，直接传递过去，所

7、以该环节看为1。2 实验系统数学模型的建立实验系统数学模型的建立KRX200串联串联串联串联反馈反馈1u2u tc1u第一个环节的传递函数：第一个环节的传递函数： 11sRsU1u2u第二个环节的传递函数：第二个环节的传递函数： sssUsUsIsIsIssUsIsU2 . 0110211011010200000056122126211第三个环节的传递函数：第三个环节的传递函数： sIsIsIsIRsCsIssCsIsUx321326120101010000002u tc 12 . 02101 . 01110110101010000052662sRssUsCRssCRsCssCsUxxxKRX

8、200由以上分析可画出系统的结构图：由以上分析可画出系统的结构图：系统的开环传递函数：系统的开环传递函数： 12 . 01012 . 02 . 0212 . 022 . 011sssssssG系统的闭环传递函数：系统的闭环传递函数： 102 . 01012 . 010112 . 01012sssssssGsGsRsCsGB当输入当输入r( t )分别为分别为1( t )、t和和t2时，以及时，以及r(t)=1( t )+ t + t2时，系统的稳态误差。时，系统的稳态误差。 ttttrtttrtttrttrssEesRsssssEsssssssRsCsRsEsCsRsEsRssssssss11

9、1111 . 00223102 . 02 . 0102 . 02 . 0102 . 01011220022222102 . 02 . 0limlimj0j0j0j0j0j00j0j0jj00j4 已知开环传递函数，绘制对数幅频渐进线及奈氏图，已知开环传递函数，绘制对数幅频渐进线及奈氏图，并用奈氏判据判断系统稳定性。并用奈氏判据判断系统稳定性。 求出转折频率，和对应的斜率求出转折频率，和对应的斜率:低频段有一个积分和一个比例环节，故斜率为低频段有一个积分和一个比例环节，故斜率为-20db/dec,且在且在=1处对数幅频为处对数幅频为20lg6=15.6。 15.01615.012212121ssssssssssGk20,202,121绘制奈氏图：绘制奈氏图：起点（起点（=0）？）？终点（终点（=） ？交点？交点？稳定判定：稳定判定：Z=P+N=0+2=2 ，系统不稳定，位于系统不稳定，位于右半右半S平面的特征根平面的特征根数目是数目是2。5 试求下图闭环脉冲传递函数或输出的试求下图闭环脉冲传递函数或输出的Z变换。变换。解：解：