控制工程基础总复习

1控制工程基础总复习§1-1控制系统的基本工作原理1.自动控制在没有人的直接参与下，利用控制装置使受控对象的某些物理量准确地按预期的规律运行。2.反馈将系统输出的全部或部分返回系统的输入端，并与输入信号共同作用于系统的过程。3.反馈控制原理基于反馈基础之上的检测偏差用以纠正偏差。4.控制系统的组成情§欺1-蜓2自莲动控伶制系凤统的尽分类证1.戏按有务无反音馈分或2.压按给棚定量凡的运印动规粘律分蚊3.傍按系抓统的务反应赌特性佩分范§付1-亮3对唱控制辜系统蹄的基续本要产求有脏三方驱面的敲要求鹅：稳快定性伤、快钢速性伶、准零确性分第二妙章盾物理脾系统现的数抹学模附型及箭传递央函数秒§诊2-复1系剑统的各建模大对于内我们林机械绒系统案，主酱要依杀据达崭朗贝柏尔原透理和驴基尔担霍夫备定律荐建立依数学绸模型己§削2-沙2传释递函录数院1.灿拉氏饶变换我：涉2.刷传递达函数吧：航线性敏定常联系统防在零拢初始茂条件紧下，嚷系统据输出茄量拉筑氏变孤换与席输入县量拉搬氏变缴换之毒比。寇3.币传递岔函数企的求皂法抬利用锣拉氏慨变换血的微楚分定胞理和贵积分馋定理戒，即推：灭走婶松4.鉴传递取函数目的性兽质蒸⑴的传递下函数周的概窑念只狭适用息于线头性定陵常系型统；后⑵鹿传递缸函数抚反映盆的是罢系统兽的固辞有特她性，核与输答入量旬无关滔；以⑶烤只要刮传递曾函数港形式饰相同拆，就厕是具享有类壮似动沸态特蝶性的按相似拢系统虹；军⑷义传递负函数饶是一略种比滴值，陆可以罚有量律纲也生可以厉无量票纲；就⑸雕实际量控制书系统妨的传航递函盆数，雀其分隙母阶宵数大释于分星子阶三数。两§焰2-谋3懒典型朝环节挨的传亮递函激数权1.擦比例凑环节俗雷2享.惯鞠性环剂节棍腐3.铅理想恼微分楚环节吩擦4巩.一经阶微障分环掩节洪5.魄积分鸣环节惠俊6桑.振讯荡环状节高密7.开延时禁环节想§浓2-股4系栽统的拣方框题图及闭其联话接凡1.机环节救的基叹本联阅接方茶式舰有串嚷联、仓并联旧和反烦馈联索接三裕种方晋式义2.乓闭环肠系统鼻的传址递函额数淡鸡车3.抄闭环购系统单的开描环传齐递函北数粘扰晴闭环测系统罪前向忘通道列传递模函数滑与反首馈通返道传食递函认数之端积称抓为闭绢环系考统的那开环辽传递尿函数北。眼4.娇方框阁图的克变换词与简鱼化领⑴子分支嫁点移匪动尊前移哄：分贴支点腹前移绿，必鉴须在疗另一惯分支播路中跳串联搏分支熟点前斩移所狮跨越税的传图递函瓶数。价后移俯：分朝支点仁后移太，必烟须在薄另一蚕分支恳路中锣串联土分支接点后忧移所土跨越盐的传零递函蜓数的数倒数漏。规⑵确相加浅点移天动腔前移帝：相帜加点平前移摊，必贡须在夕另一翁分支歇路中号串联午相加枕点前洗移所疮跨越咸的传树递函隔数的烫倒数支。坏后移握：相恭加点岂后移孟，必巷须在垃另一肚分支避路中道串联别相加闪点后赠移所纳跨越问的传央递函欧数。恋第三突章战瞬态全响应善及误突差分斜析践§神3-蜡1时腔间响己应与井典型犯输入哪信号循1.叔时间瓶响应赴驶系统贵在输甚入信狼号的铜作用甘下，昼其输掘出随远时间易的变睛化过顷程，谢称为村系统挡的时晋间响信应。米2.摄瞬态楼响应鲜垄系统略在输谣入信鞋号的类作用盒下，以系统巾输出两量从甲初始跟状态猴到稳诵定状室态的路响应烫过程菊。邀3.导稳态亩响应斧档系统冠当时烘间t摄趋于颗无穷哑大时遭的输思出状候态。萝4.珠典型赚输入锋信号冻⑴攀单位施阶跃补信号堤罢排汗奔看描颠厉⑵席单位保斜坡葵/速狡度信叫号消洲严融拿功嘱庆贞⑶垦单位炼加速植度信舰号勤刺衰润劣愿姐⑷践单位兼脉冲嫁信号众鹿权既⑸调正弦息信号贿：液鹿事桶便龄顺期斤脊§筋3-距2一户阶系抽统的粗时间替响应项1.跳一阶艰系统般的传授递函宣数腥2.漂一阶洁系统彼的单孟位阶够跃响唐应曾3.汪表征窑一阶竹系统续特性州的参帽数摩比浑⑴各时间泄常数麦T莲液葛T的掏大小轧反映制了一纵阶系租统的认惯性心。T颤越小功，响帆应曲固线上脆升速处度越玩快，您达到剪稳态披值用全的时斥间越紫短；忌⑵血调整磨时间生输出敌值达馋到稳名态值紫95徒%或剩98症%的册响应络时间诱定义兼为调碧整时净间，丘它反狮映了匠系统参响应避的快录慢。威§锈3-印3二较阶系斯统的严时间隆响应仰1.忙二阶怨系统今的传宇递函垄数谅为无允阻尼登固有秋频率调；苦为系君统阻项尼比佛2.够二阶找系统丹的单胖位阶泻跃响叼应滑其响戒应的讽结果冠按照业阻尼垂比宿的不捏同分藏为三劝种：日⑴晌当停时，凤称为爱欠阻堂尼状长态阴其时竭间响侄应为陵式中衫：费，称衡为阻描尼振巩荡角良频率狠；灿⑵孙当归时，锦称为冠临界返阻尼奥状态穴⑶韵当叼时，御称为颈过阻冒尼状欢态禁说明趋：还寄有一剃种情况况，预即冒时，锐称为凯负阻值尼状驻态，虫此时故系统温不稳考定。嫩§侄3-龄4瞬悦态响傅应的期性能腥指标院这些岛指标芒都以度二阶塔系统练欠阻徐尼状乒态下快给出沾1.陆上升缓时间亮响应拴曲线诵从原唉始状碰态出悲发，凡第一纱次达蜓到稳母态值港所需芽要的怀时间杂。云它反陕映了大系统戴的响档应速事度。客2.交峰值凑时间熊响应诸曲线捉从原毙始状欧态出芹发，始到达圾超调妇量第掩一个粥峰值瑞所需土要的音时间诊。居它反回映了帖系统络的响鹊应速爽度。东险窃3.冰最大串超调蹈量膜响应渔曲线蹦的最娱大峰库值与届稳态退值之忧差。色它反淹映了础系统其响应砖过程鞋的平发稳性纷。冬4.静调整株时间逢在响庸应曲蛮线稳恩态值恳附近撤取稳万态值哲的璃或成作为谅误差哨带，己我们垫把响渐应曲吉线不历再超刮出该砖误差匪带所附需的仆最短酿时间提称为颗调整外时间拍。妖它是傲系统搬瞬态里响应吵的持舰续时沿间，坡反映躲了系谎统响的应的球响应绑速度瓦。鸟当酬时：米舰（躺）泡羊察拣限例爷企掩许赏（轰）垂§赴3-览5稳析态误帜差分悄析与停计算饭1.共稳态萝误差寿稳定狭系统跟误差窝的终妖值称络为系炭统的越稳态昼误差羽，用疲表示购压它反帆映了若系统宾的准怨确性伶。挠2.轻稳态川误差研的计命算句是误两差剖的拉皱氏变率换，球是系劝统前旱向通丰道传愧递函乡数，验是系浇统反丙馈通融道传名递函牌数，闯是系秋统输额入信茫号阵的拉阀氏变慨换。晴利用余拉氏诸变换纱终值任定理裹，可原利用重求得引：球第四醉章锈频率番特性左分析拜§狱4-原1频痒率特叉性的虫基本庙概念映1.享频率包响应汽阳系统锋对正脱弦输其入信闸号的至稳态污响应剧称为蒜频率仰响应搂。浪2.吧频率溜特性资系统害在正贺弦函冈数作教用下买，系脚统稳业态输超出与里输入弊的振判幅之摸比和姿相位舰之差身随频正率的熔变化身规律合，称蹄为系伸统的康频率苗特性判。它钱包括盒幅频欠特性滤和相偷频特测性袜频率络特性功还可巨表示阶为实贿频特旋性铺和虚纯频特感性乞3.晶频率廊特性耽的求式法反我们桶主要掩学习翼的是舟将传劣递函尼数加种以变绝换来吊求取缝。番若系樱统传沉递函混数为亩，则走该系狭统频捆率特卖性可剧表示碌为：颗其幅姿频特拥性轧其相期频特串性丑4.此频率炮特性配的表摇示方倘法葬我们负学习固了两蝴种表贵示方昆法叨⑴批幅相帜频率傅特性优曲线匹——庙奈奎散斯特业图脖当频饼率礼从零猴变到使无穷白大时牧，频献率特捎性化矢量鲁端点另在复认平面食上形糟成的迟轨迹誉曲线再。坏⑵毅对数头频率摇特性孩曲线印——蹈波德秩图厨在横榴坐标消采用岔对数亏分度恋、纵恨坐标没采用飘线性钥分度辫的直络角坐签标系宁中画岸出的灾和降曲线多。畜§嗽4-赶2典炉型环藏节的泻频率纹特性耽1.燥奈奎芽斯特悼图的仗画法秤利用斥求出器其实奥频特愚性辞和虚半频特销性默，随残着理频率洪从零害变到锤无穷评大进夫行描阵点画仓出。插我们劫的要怠求是紫画出去正确衰的趋挺势即敏可。己2.做波德佳图的搞画法梯基本疤典型键环节唤波德柜图中拖对数丽幅频扣特性特采用动渐近丧线画度法，白相频誉特性碧采用籍描点杯法画夺出。熊§诱4-胖3系死统的躁对数冤频率半特性带这里箱我们延主要帽学习民了系去统开砍环频沫率特凝性。脸1.额系统蹄开环汉波德省图的寒画法吹利用矿典型霉环节枯波德婆图迭净加画者出系礼统开适环波窑德图相。习2.月最小妥相位延系统瓶若系助统传坏递函侨数脖的所袄有零董点和有极点段均在输复平迎面[稼s]锄的左乞半平肠面，方则称控该系锹统为熟最小巷相位馋系统籍。增第五材章语系统劫的稳郑定性摔§腾5-旁1系蒙统稳悉定的狭条件川1.涂系统畜稳定遍的概驶念吊系统袄在使穿它偏旋离稳萄定平建衡状声态的承扰动肾消除期后，滋能够解以足终够的眯精度泰自动循恢复稻到原路来的圾初始呼平衡尾状态咳，则哈称系炎统是片稳定介的。海2.挂系统咏稳定古的条伙件绩锋林设系捷统传洲递函扩数为钩：挠则系英统稳努定的持充分维必要快条件达是：析系统熔特征蒙方程忌根必肾须全哥部具参有负均实部卸，即浸系统占闭环魔传递扶函数伟的极件点均著在复繁平面果[s建]的碍左半主平面价。三§典5-势2劳许斯弓——历胡尔垒维茨惊稳定合判据翼1.肤胡尔塌维茨悼稳定枪判据械系统岔特征血方程棒可写判成如术下形醉式：僻则系猾统稳腊定的撑充分比必要其条件聪为：⑴凉⑵仓胡尔垮维茨柿n阶螺行列偿式中畅各阶掩子行蔑列式悄都大捡于零哥2.可劳斯韵稳定词判据抛系统羊稳定奇的充孩分必巾要条险件为弓：⑴迷⑵录劳斯抛表中淡第一幻列各师数均涌为正虾数。扔3.肃胡尔刺维茨椅行列咐式和钓劳斯许表的叮构造毕§豆5-胶3秋奈奎下斯特袖稳定俩判据贞系统仓稳定训的充鹊分必圾要条掘件为迎：当亭从0时变化逗到勒∞事时，签系统狮开环炭乃氏殊图在呀复平没面内洽沿逆馒时针革方向颜包围摘点（牛-1超，j颠0）启的次恨数（估N）衣等于昆开环朝右极虽点数龟（P慢）的蚁一半玩，即咏：N躬=P侧/2碎。林这里慨要注旗意开萌环传邻递函做数中枯含有束积分营环节羽时要逆先做仿辅助价曲线妹，然莲后再毁判别愿。驾辅助攀曲线偷的做孕法：圈以假火想无肥穷大淋为半雁径，登从乃枕氏曲装线起融始端龄开始李沿逆穴时针论方向驱绕过踢（线为系兄统开蒙环传瞎递函介数中炸含有猾的积酬分环膊节数碧）画登圆弧贿与实佛轴相粒交，漆该圆趁弧即们为辅轨助曲肺线。扭§宽5-钩4稳婆定性派裕量毙1.伴基本录概念伤拾摸⑴类幅值拦交界属频率蹲使奴成立程的频室率称行为幅队值交随界频稳率，蔽用德表示数，它摊是系瓦统开访环奈吉氏图牛与单沉位圆车相交哑时的辞频率腰。蒙⑵她相位殃交界词频率何使绿成立狸的频梨率称事为相夏位交已界频冬率，铲用青表示艘，它挪是系扇统开炼环奈飞氏图啄与负落实轴妻相交铜时的萍频率川。鞠2.伐相位棚裕量惰和幅枪值裕胆量舟⑴苹相位仆裕量最在赵幅值荡交界渐频率敞上，贵系统员开环春相频遣特性帆距财线的隔相位沿差称奔为相这位裕众量，角用房表示逐。剧⑵傍幅值窃裕量币在说相位搬交界促频率收处，篮系统假开环候频率给特性歇幅值昆的倒皇数称晕为毒幅值滑裕量桐，用海表示音。片在波介德图蓄上，估幅值腊裕量签以分咱贝值要表示科，记问为葱3.匪稳定渡性裕真量在个奈怨氏图毯和波呀德图穿上的野表示惕4.否稳定溪性裕姑量与留系统弟稳定洗的关辫系眉肾执只要伐求掌述握系巩统开息环无璃右极雀点的旷情况倦。股猛齐在此蔽前提姿下，羡系统复稳定吴必有葛：升第六赠章寿系统膛的综粥合与藏校正痛§戒6-烧1概掉述格1校擦正的为实质勒城桥校正辣的实竿质就疗是通期过引替入校骗正装爷置来吵改变悠系统替零、睁极点秋分布洲，改裂变系闷统频严率特毁性或尚根轨省迹的老形状酸，以晶改善述系统蛙控制歼特性胆。追2校州正方蜡式竟镇按照狼校正榜装置铁在系伸统中丝的接闭法不友同，秃校正康分为讽串联顽校正灵和并补联校横正。链讯拴⑴缩串联守校正娱励喂校正桌装置符串联鲜在系础统前炒向通葵道中捷，按枝照校献正环裤节特姿性的厚不同添，它康