控制工程基础-总复习.ppt

系统总误差当系统同时受到输入信号Xi(s)和扰动信号N(s)作用时，由叠加原理，系统总的稳态偏差：稳态误差：根轨迹方程的标准形式2007-2-5*设系统的开环传递函数为:为根轨迹增益(或根轨迹的放大系数)其中:可得到系统的闭环特征方程式为:即：开环的零点开环的极点180°根轨迹幅值条件和相角条件2007-2-5*01幅值条件:02相角条件:绘制180°根轨迹图的法则2007-2-5*频率特性的定义2007-2-5*线性定常系统在正弦输入信号作用下的稳态输出。系统或对象为系统的幅频特性。称为系统的相频特性。称已知系统的传递函数，令s=jω，可得系统的频率特性。考虑线性定常系统：2007-2-5*频率响应与频率特性的概念当正弦输入xi(t)=Xsin?t时，相应的输出为：因此：切记各典型环节的频率特性绘制系统开环频率特性（伯德图）的步骤2007-2-5*将开环传递函数写成典型环节乘积形式；如存在交接频率，在ω轴上标出交接频率的坐标位置；各串联环节的对数幅频特性叠加后得到系统开环对数幅频特性的渐近线；画出各串联典型环节相频特性，将它们相加后得到系统开环相频特性。03040201沈阳工业大学机械工程学院沈阳工业大学机械工程学院介绍经典控制理论基础知识，包括：本课程主要内容2007-2-5*AEDBC控制系统的时域分析控制系统的频域分析控制系统的设计和校正控制系统稳定性分析控制系统数学模型的建立控制工程基础总复习（1）2007-2-5*8典型信号的时间、拉氏变换表达形式6控制系统微分方程的列写传递函数与微分方程的关系闭环控制与开环控制的区别7方框图、信号流图R-L-C电路的模型建立（微分方程、传递函数）控制系统的时域模型（微分方程、状态方程）控制系统的基本结构控制工程基础总复习（2）2007-2-5*9几种典型响应有如下关系0110各种动态性能指标的定义0211一阶、二阶系统单位阶跃响应及性能指标计算0312一阶、二阶系统的标准传递函数形式，系数与各参数的对应关系0413带有零点的二阶系统定性分析，与无零点时的区别0514稳定性的定义0615稳态误差的计算方法07控制工程基础总复习（3）2007-2-5*0116消除稳态误差的方法0217系统总误差0318根轨迹方程的标准形式0419幅值条件和相角条件0520根轨迹图的法则0621频率特性的定义0722频率响应与频率特性的概念0823频率特性表示方法0924根据开环传递函数绘制Bode图的方法控制工程基础总复习（4）2007-2-5*25利用Bode图求剪切频率ωc，相角裕度γ，幅值裕度GM126由最小相位系统Bode图求GK(S)227系统开环Nyquist图的绘制328劳斯判据4Nyquist稳定判据5利用开环传函的Bode图判断闭环系统的稳定性6由Bode图求传递函数7由Bode图分析稳态误差8PID控制的定义及其传递函数9控制工程基础总复习（5）2007-2-5*37西南交通大学精品课程438华中科技大学http://5PID对系统的稳定性有何影响1几种改进型PID控制的原理、特点2PID是否适用于所有被控对象？在应用PID控制时应考虑哪些因素？32007-2-5*1—给定环节；2—比较环节；3—校正环节；4—放大环节；5—执行机构；6—被控对象；7—检测装置闭环控制系统的结构及基本环节设定被控制量的给定值的装置将所检测的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏差量，多用差动放大器实现负反馈一般由传动装置和调节机构组成。执行机构直接作用于控制对象，使被控制量达到所要求的数值要进行控制的设备或过程控制系统所控制的物理量（被控量）检测被控制量，并将其转换为与给定量相同的物理量用来实现调节作用，如放大、整流，也称为调节器或调节环节开环控制：只有输入量对输出量产生控制作用，输出量不参与对系统的控制。结构简单、维护容易、成本低、不存在稳定性问题输入控制输出输出不参与控制系统没有抗干扰能力适用范围：输入量已知、控制精度要求不高、扰动作用不大。闭环控制：把输出量的一部分检测出来,反馈到输入端,与给定信号进行比较，产生偏差,此偏差经过控制器产生控制作用,使输出量按照要求的规律变化；输入控制输出，输出参与控制检测偏差、纠正偏差具有