自动控制原理(全).pdf
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自动控制原理.pdf
自动控制原理
课程性质：专业基础核心课
适用专业：自动化
预修课程：高等数学、线性代数、复变函数、电子电
路、电路原理、信号与系统等
教学目的：自动控制原理是电气工程与自动化专业的技术基础
课（专业基础平台课），是以原理为主的理论性课程，主要讲
述自动控制原理与控制系统设计等内容。通过本课程的学习，
要求掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律，具
有分析和设计自动控制系统的初步能力，并掌握对控制系统建
立数学模型的方法和步骤。
基本内容：自动控制系统的数学模型、自动控制系统的时域分
析、根轨迹法、频率响应法、控制系统的综合与校正、非线性
控制系统。
课程的性质和特点
自动控制是一门技术
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自动控制原理-第2章-1.ppt
第二章控制系统的;建立数学模型首先要明确：;2.1控制系统微分方程式的建立;单输入—单输出线性定常系统的微分方程式：;用解析法列写微分方程的一般步骤：;2.1.1电气网络系统;电阻、电容、电感两端电压与电流的关系;【例2-1】;【解】;二阶线性定常系统;【例2-2】;针对A点基尔霍夫电流定律;2.1.2机械系统;质量要素;弹性要素;阻尼要素;惯性要素;做直线运动的物体应遵循牛顿第二定律;做直线运动的物体所受的摩擦力满足;做转动运动的物体所受的摩擦力矩满足;【例2-3】;【解】;二阶线性定常系统;【例2-4】;【解】;2.1.3机电系统;【例2-5】;【解】;已得方程式;令;那么方程式可写为;若
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自动控制原理I(2).pdf
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自动控制原理第7章.ppt
01控制系统中的典型非线性特性02描述函数法03用描述函数法分析非线性系统04改善非线性系统性能的方法第七章非线性系统分析一、非线性系统组成：非线性环节+线性环节二、典型非线性特性(4种)1、饱和7.1非线性控制系统中的典型非线性特性
2、死区3、回环4、继电器二、饱和特性饱和也是一种常见的非线性,在铁磁元件及各种放大器中都存在,其特点是当输入信号超过某一范围后,输出信号不再随输入信号变化而保持某一常值。饱和特性将使系统在大信号作用之下的等效增益降低,深度饱和情况下,甚至使系统丧失闭环控制作用。还有些系统中有意地利用饱和特性作信号限幅,限制某些物理参量,保证系统安全合理地工作。其数学表达式为：
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自动控制原理第2章.ppt
电子信息工程学院电子信息工程学院*电子信息工程学院*第二章控制系统的数学描述2.1引言2.2控制系统的时域数学模型2.3控制系统的复数域数学模型2.3控制系统的结构图2.4信号流图和梅逊公式首先要解决的三个问题：2.1引言*电子信息工程学院*什么是系统（元件）的数学模型？为什么要建立系统（元件）的数学模型？建立系统数学模型的方法？控制系统数学模型的具体形式？控制系统的数学描述即控制系统的数学模型01021、什么是系统（元件）的数学模型？*电子信息工程学院*数学模型：描述系统（或元件）的动态特性的数学表达式。状态随时间变化微分dx/dt因此，最基本的数学模型就是微分方程。例:RL串联电路RLi(
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新自动控制原理1.ppt
第六章 线性系统的校正方法 6-1 综合与校正的基本概念 6-2 常用校正装置及其特性 6-3 串联校正 6-4 反馈校正 本章小结 6-1 综合与校正的基本概念 设计一个自动控制系统一般经过以下三步: 根据任务要求，选定控制对象； 根据性能指标的要求，确定系统的控制规律，并设计出满足这个控制规律的控制器，初步选定构成控制器的元器件； 将选定的控制对象和控制器组成控制系统，如果构成的系统不能满足或不能全部满足设计要求的性能指标，还必须增加合适的元件，按一定的方式连接到原系统中，使重新组合起来的系统全面满足设计要求。 必须指出，并非所有经过设计的系统都要经过综合与校正这一步骤，对于控制精
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3自动控制原理.ppt
单位反馈系统,已知系统开环传递函数如下： 判断上述系统开环增益K的稳定域，并说明开环积分环节数目对系统稳定性的影响。 系统1的闭环特征方程为： 系统3的闭环特征方程为： 系统2的闭环特征方程为： K的稳定域为： K的稳定域为： 结论：增加系统开环积分环节的数目对系统稳定性不利。 由于特征方程缺项，不存在K的稳定域。 四、劳斯判据的应用 1、判定系统参数的取值范围 2、根据给定稳定裕度确定参数取值 第十节 小参量对闭环系统性能的影响 一、小参量处理问题 二、将小参量忽略不计使模型降阶的分析 三、处理小参量应注意的问题 小参量处理问题：在某种前提条件下，用各种方法，或将其忽略不计，或将其做变通处
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4自动控制原理.ppt
§4—4 滞后系统的根轨迹 在自动控制系统中有时会出现纯时间滞后现象 滞后环节的存在使系统的根轨迹具有一定的特殊性，对系统的稳定性会带来不利的影响。 系统闭环传递函数 特征方程 这是一个超越方程，闭环系统的特征根不再是有限个，而是无限多个，这是滞后系统的重要特征。 滞后系统根轨迹幅值相位条件 幅值条件 相角条件 绘制滞后系统根轨迹的基本规则 （3）、实轴上的根轨迹：实轴上根轨迹区段的右侧(实轴上)开 环实零、极点数目之和相应为奇数。 （4）、根轨迹的渐近线： （1）、滞后系统的根轨迹是连续的并对称于实轴 （2）、根轨迹的起点和终点 起点 终点 根轨迹渐近线有无数条，且平行于实轴 根轨
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自动控制原理 第1章.ppt
gsb gsb gy 电子与信息工程学院 自动化系 第1章 绪论 第2章 自动控制系统的数学模型 第3章 自动控制系统的时域分析 第4章 线性系统的根轨迹分析法 第5章 线性系统的频域分析法 第6章 线性控制系统的状态空间模型与分析 第7章 线性系统的设计方法 控制：控制是指为了克服干扰的影响，达到期望的目标而对被控制对象中的某一个(或某些)物理量进行的操作。 例： 在自动控制系统中某些装置被有机地组合在一起，代替了人工控制系统中的人的功能。由于这些装置担负着控制的功能，通常称之为控制器。 1.2 自动控制系统的基
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自动控制原理(第3次).doc
第3次作业 一、填空题（本大题共50分，共 10 小题，每小题 5 分） 1. 基于反馈原理，通过“检测偏差再纠正偏差”的系统称为 __反馈___控制系统 2. 按控制系统有无反馈进行分类，控制系统分为： __开环系统__ 、 __闭环系统__ 。 3. 出射角指根轨迹在 ___复数开环极点（根轨迹起点）___ 与正实轴的夹角。所谓入射角指根轨迹在 ___复数开环零点（根轨迹终点）处 ___ 的切线与正实轴的夹角。 4. 控制系统的三个基本要求是： ___稳定性___ 、 ___快速性___ 、 ___准确性___ 。 5. s=jw ___ 。 6. 机械系统中以各种形式出现的物理现象，
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自动控制原理缺.doc
2019-2020学年第一学期期末考试《自动控制原理》大作业
综合题（每小题10分，共100分）
1、试用部分分式法、幂级数法和反演积分法，求下列函数的z反变换：
(1)
2、试确定下列函数的终值：
(1)
(2)
3、设开环离散系统如图所示，试求开环脉冲传递函数G(Z)。
第3题图
4、当时，计算系统前4个采样时刻c(0)，c(T)，c(2T)和c(3T)的响应。
5、已知线性离散系统的闭环脉冲传递函数为，试判断该系统是否稳定。
6、设有零阶保持器的离散系统如下图所示，试求：
（1）当采样周期T为1s和0.5s时，系统的临界开环增益Kc；
（2）当r(t)=1(t)，K=1，T分别为2s，4
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自动控制原理第1章.ppt
本节主要内容1.5计算机控制系统的理论与设计问题*01计算机控制系统的理论问题02计算机控制系统的设计与实现*
计算机控制系统
第1章计算机控制导论
本章主要内容*1.1计算机控制系统的工作原理和系统组成1.2计算机控制系统结构、信号及控制方式的特点1.3计算机控制系统的优点1.4计算机控制系统发展、应用与分类状况1.5计算机控制理论与设计中的一些问题1.6计算机控制系统、采样系统及离散系统的概念本章小结*1.1计算机控制系统的工作原理和系统组成本节主要内容1.1.1计算机控制系统基本工作原理计算机控制系统基本组成图1-1雷达天线指向位置跟踪系统实例典型模拟式雷达天线指向位置跟踪系统计算机控制
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自动控制原理.ppt
（6-10）图6—12所示的无源网络，它的传递函数为图6-13式（6-10）对应的波特图式（6-10）中前一部分为相位滞后校正，后一部分为相位超前校正。对应的波特图如图6-13所示。由图看出不同频段内呈现的滞后、超前作用。总结超前校正是利用相角超前特性，适用于需提高系统快速性和平稳性的系统。滞后校正则是利用高频衰减特性，使系统的截止频率下降，适用于响应速度要求不高但抑制噪声性能要求较高的情况。也可用于动态性能满足要求，而只需提高系统稳态精度的情况。滞后-超前校正兼有两者有点，可适用于响应速度、平稳性和稳态精度要求都比较高的情况。0102四、PID校正器1.PD校正器又称比例-微分校正，其传递函
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自动控制原理第9章.ppt
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0华中科技大学文华09.1线性系统的状
1学院2态空间描述
第九章线性系统
09.2线性系统的可09.3线性定常系统
的状态空间与综合3控性与可观测性4的线性变换
00
5本章小结6引言
09.4线性定常系统的反馈
7结构及状态观测器
引言
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引言
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9.1线性系统的状态空间描述
外部变量
u1y1
uy
2x,x,x2
12n
upyq
内部变量
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9.1线性系统的状态空间描述
t0tt0
t
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9.1线性系统的状态空间描述
x(t)fx(t),u(t),t
1华中
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自动控制原理7.pptx
第六章;水泵控制风机控制
风机控制
冷水机组控制
供热锅炉控制;第一节水泵控制;2、管路特征曲线;一台泵单独工作时旳流量不小于并联工作时每台泵旳流量。
两台泵并联工作时，其流量不能比单台泵工作时成倍增长。;二、水泵旳启停控制;全压开启、降压开启和变频开启;空调开启电路中，并入了一种电容，提供转矩，而增长旳PTC为串入旳阻抗，降低开启电流。;一般水泵等设备都有两种控制模式：手动和自动控制模式，手动一般在调试期使用，自动在运营期使用。;在没有变频调速旳系统中，一般能够用：变化水泵台数、变化水泵功率、变化电动机与水泵皮带轮旳直径及变化阀门开度适应负荷变化。;涉及：离心式、轴流式、贯流式;风机旳有效功