自动控制原理(第二版)总复习.ppt

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1、1 结构图化简。结构图化简。(1)(1)结构图化简结构图化简(例例)H1H2G1G2G3G4(-)(-)RY RH H2 2+G G3 3H H1 1G1G2G3H2G4(-)Y(a)G4G3H2Y R(b)G4Y R(c)动画动画(2)(2)结构图化简例结构图化简例H1+H2/G3H2/G3G2G3G1G4(-)RY(a)H2/G3G4RY(b)(3)(3)结构图化简例结构图化简例G1G2G3H1/G1G4RY(-)(a)G4G1G2G3YR(-)(b)解：解：三个回路三个回路2 2 已知系统信号流图，求传递函数。已知系统信号流图，求传递函数。两条前向通路两条前向通路 R G1 G2 G3

2、H2 -H2-H1 C G4 单位反馈的最小相角系统，开环对数幅频特性如图所示单位反馈的最小相角系统，开环对数幅频特性如图所示一一.综合题综合题解解解解1 1 写出写出 G(s)G(s)表达示，确定表达示，确定 K=?,K=?,w wn n=?=?。2 2 欲使闭环系统欲使闭环系统 =0.707=0.707，K K应取多大？应取多大？课程总复习（课程总复习（3 3）解解 画出系统根轨迹画出系统根轨迹解解3 3 画出画出 K=0K=0时系统的根轨迹时系统的根轨迹,确定确定K=0.5K=0.5时闭环极点的位置时闭环极点的位置。4 4 K=0.5K=0.5时时，计算系统动态指标计算系统动态指标(t

3、tp p,t ts s)。5 5 K=0.5K=0.5时时，计算计算 r(t)=1(t)r(t)=1(t)时的时的 e essss。解解课程总复习（课程总复习（4 4）解解6 6 概略画出概略画出相应的对数幅频曲线相应的对数幅频曲线 L(L(w w)和幅相特性曲线和幅相特性曲线j(w)j(w)。7 7 计算相应的相角裕度计算相应的相角裕度 和幅值裕度和幅值裕度 k kg g 。8 8 计算相应的闭环频率指标计算相应的闭环频率指标(w wr r,M Mr r,w wb b)。解解课程总复习（课程总复习（5 5）解解9 9 时，计算系统的稳态输出时，计算系统的稳态输出c cs s(t(t)。课程总

4、复习（课程总复习（6 6）解解10 10 采用测速反馈控制，分析当采用测速反馈控制，分析当=0=0变化时对系统性能的影响变化时对系统性能的影响 。绘制根轨迹，绘制根轨迹，可见可见 e essss可见系统稳定，可见系统稳定，x x%课程总复习（课程总复习（7 7）例例 已知系统结构图，判定其稳定性。已知系统结构图，判定其稳定性。二二.关于系统稳定性的判定方法关于系统稳定性的判定方法解法一解法一 RouthRouth判据判据解解使系统稳定的参数范围：使系统稳定的参数范围：课程总复习（课程总复习（8 8）例例 已知系统结构图，判定其稳定性。已知系统结构图，判定其稳定性。解法二解法二 根轨迹法根轨迹法

5、解解使系统稳定的参数范围：使系统稳定的参数范围：绘制根轨迹：绘制根轨迹：实轴上的根轨迹实轴上的根轨迹 渐近线渐近线 起始角起始角 与虚轴交点与虚轴交点实部实部虚部虚部课程总复习（课程总复习（9 9）解法三解法三 奈氏判据奈氏判据解解令令课程总复习（课程总复习（1010）解法四解法四 对数判据对数判据解解作作 Bode Bode 图：图：课程总复习（课程总复习（1111）例例 已知系统结构图，讨论当已知系统结构图，讨论当K K1 1,K,K2 2,和和b b 各自分别变化时对系统性能的影响。各自分别变化时对系统性能的影响。三三.关于性能分析方法关于性能分析方法方法一方法一 时域分析法时域分析法解

6、解（基本不变）（基本不变）课程总复习（课程总复习（1212）解解（基本不变）（基本不变）课程总复习（课程总复习（1313）方法二方法二 根轨迹法根轨迹法解解(基本不变基本不变)课程总复习（课程总复习（1414）方法三方法三 频域法频域法解解低频段低频段高频段高频段，抗高频干扰能力，抗高频干扰能力振荡加剧振荡加剧低频段不变低频段不变高频段高频段，抗高频干扰能力，抗高频干扰能力不变不变转折频率右移转折频率右移低频段低频段转折频率右移转折频率右移课程总复习（课程总复习（1515）解解 (2)(2)有ZOHZOH时课程总复习（课程总复习（1616）解解 (1)(1)画出画出G(jG(jw w)，13

7、13 系统前向通路中串入纯滞环继电特性系统前向通路中串入纯滞环继电特性,-1/-1/N(A)N(A)曲线如图，试确定：曲线如图，试确定：(1)(1)系统是否会自振？是否一定自振？系统是否会自振？是否一定自振？(2)(2)当当 M=h=K=1,M=h=K=1,时系统的自振参数时系统的自振参数(A,A,w w););(3)(3)讨论增大讨论增大 K K 或加入延时环节时或加入延时环节时(A,A,w w)的变化趋势。的变化趋势。可见系统一定自振。可见系统一定自振。(2(2)实部实部虚部虚部(3)课程总复习（课程总复习（1717）解解11 11 为提高系统在为提高系统在r(tr(t)=t)=t作用下的

8、稳态精度，增加了作用下的稳态精度，增加了K K值，相应的值，相应的L Lo o(w w)曲线如图曲线如图示。要求在保持给定示。要求在保持给定w w0 0、K K值的条件下，提高相角裕度值的条件下，提高相角裕度K Kg g,确定采用何种串确定采用何种串联校正方式；绘制校正示意图，讨论校正后对系统性能的影响联校正方式；绘制校正示意图，讨论校正后对系统性能的影响 。低频段：低频段：中频段：中频段：采用迟后采用迟后-超前校正（步骤如图所示）超前校正（步骤如图所示）高频段：高频段：保持保持K K值，可使值，可使e essss满足要求；满足要求；保持保持w wc c，提高提高K Kg g，可改善系统动态性能；可改善系统动态性能；高频段被抬高，系统抗高频干扰的能力有所降低。高频段被抬高，系统抗高频干扰的能力有所降低。注：注：L L0 0(w w),L,Lc c(w w),),L(L(w w)三者之中知其二，可定其三。三者之中知其二，可定其三。课程总复习（课程总复习（1818）