(完整版)自动控制原理知识点汇总

#/7二阶系统的单位阶跃响应过阻尼§>1的状况：系统闭环特色方程有两个不相等的负实根。过阻尼二阶系统能够当作两个时间常数不一样的惯性环节的串连。当Ti=T2（E=1的临界阻尼状况）:调理时间ts=4.75T1；当T1=4T2（g=1.25）时：ts&；当T1>4T2（g>1.25）时：ts心3T1。临界阻尼g=1的状况：欠阻尼0<g<1的状况：安稳性：阻尼比g越大，超调量越小，响应的振荡偏向越弱，安稳性越好。反之，阻尼比越小，振荡越强，安稳性越差。迅速性：g过大，系统响应愚钝，调理时间ts长，迅速性差；g过小，固然响应的开端速度tsts也长，迅速性差。arccos欠阻尼二阶系统单位阶跃响应性能指标arccos上涨时间和阻尼频次峰值时间超调量。h($)1100%100%tr4.调理时间当阻尼比tsI<0.8时，近似取为ts（取5%偏差带）ts(取h($)1100%100%tr4.调理时间当阻尼比tsI<0.8时，近似取为ts（取5%偏差带）ts(取2%偏差带）n设计二阶系统时，一般取二阶系统响应性能的改良举措:•比率一微分控制•测速反应控制稳固性及代数判据g=0.707n作为最正确阻尼比。100%赫尔维茨（Hurwitz）稳固性判据林纳得-奇帕特（Lienard-Chipard）判据（1）系统特色方程的各项系数大于零，即a0(i=0，1，i＞D奇＞0或D偶＞°。，n）。（2）奇数阶或偶数阶的赫尔维茨队列式大于零，即3•劳思（Routh）判据劳思表中第一列全部元素的计算值均大于零，假如第一列出现小于零的元素，则系统不稳固。而且第一列中数值符号改变的次数等于系统特色方程正实部根的数量。典型输入信号作用下的稳态偏差条统世别阶跃输入1斜坡输入r(O=rV-l(f)加速度输入VKpki-■—r■—HK■D10A001+KGO00100K00~5~1K00n00CDK00I£mDO(K00000第五章频域剖析法一频次法1Ts(j)=(s)S=j1Ts(j)=(s)S=jjjMej系统的频次响应定义为系统对正弦输入信号的稳态响应。(»V2T1/72/T3/r4/T5/T81A\/100.890.7010.45(»320.240.200-arctan0-26XT-45"-7LS-7R7°-90"只需把传达函数式中的s以j3置换，就能够获得频次特征，即Mj频次特征图示法:直角坐标图奈奎斯特曲线图3.对数坐标图一伯德图（H.W.Bode）伯德图包含对数幅频和对数相频两条曲线。L()20lgM()典型环节的频次特征：比率环节（放大环节）积分环节微分环节惯性环节—阶微分环节振荡环节二阶微分环节—阶不稳固环节延缓环节开环幅相特征曲线的绘制:系统开环幅相特征的特色①当频次s=0时，其开环幅相特征完整取决于比率环节K和积分环节个数v。①0型系统起点为正实轴上一点，1型及I型以上系统起点幅值为无量大，相角为-v・90。°①当频次s=a时，若n>m(即传达函数中分母阶次大于分子阶次)，各型系统幅相曲线的幅值等于0，相角为-(n-m)•90。°伯德图的绘制：系统开环对数幅频等于各环节对数幅频之和；系统开环对数相频等于各环节对数相频之和。正问题：绘制系统的伯德图。反问题：求传达函数。绘制对数幅频特征的步骤：确立出系统开环增益K，并计算201gK。确立各相关环节的转折频次，并把相关的转折频次标明在半对数坐标的横轴上。在半对数坐标上确立s=l(l/s)且纵坐标等于20lgKdB的点A。过A点做向来线，使其斜率等于-20vdB/十倍频程。当v=0,v=1,v时=2，斜率分别是(0，-20，-40)/十倍频程。从低频段第一个转折频次开始做斜直线，该直线的斜率等于过A点直线的斜率加这个环节的斜率(惯性环节加-20，振荡环节加-40，—阶微分环节加+20的斜率)，这样过每一个转折频次都要进行斜率的加减。高频段最后的斜线的斜率应等于-20(n-m)dB/十倍频程。若系统中有振荡环节，当Z时，需对L(s)进行修正。绘制对数相频特征的步骤：在半对数坐标纸上分别绘制出各环节的相频特征曲线。将各环节的相频特征曲线沿纵坐标方向相加，进而获得系统开环对数相频特征曲线e(s)o当sf0时，e(s)f-v・90o°当sf8时，e(s)f-(n-m)・90o°系统开环对数幅频特征曲线与横轴(0dB线)交点的频次称为穿越频次或截止频次sco系统开环对数相频特征曲线与-180。线交点的频次称为相频截止频次sgo传达函数中没有右极点、右零点的系统，称为最小相角系统(最小相位系统)。稳固判据及稳固裕度奈氏判据对数频次稳固判据

对数频次稳固判据：一个反应控制系统，其闭环特色方程正实部根个数为乙能够依据开环传达函数右半s平面极点数P和开环对数幅频特征为正当的全部频次范围内，对数相频曲线对-180。线的正负穿越之差N=N+-N-决定Z=P-2NZ=0，闭环系统稳固；不然，闭环系统不稳固。控制系统稳固裕度1•相位裕量Y:定义为180°+开环幅相曲线幅值为1时的相角。Y值越大，其系统的稳固程度越高，工程上一般要求丫上40°(40°~60°)。180180oGjcH1802•幅值裕量h:开环幅相曲线与负实轴交点处的模值IG(jg)H(j)1的倒数。L2•幅值裕量h:开环幅相曲线与负实轴交点处的模值IG(jg)H(j)1的倒数。LhGjgHjg020lgG(dB)L值越大，其闭环系统稳固程度越高，一般要求L26dB(6〜10dB)。h第六章自动控制系统的设计与校订在校订装置中，常采纳比率(P)、微分(D)、积分⑴、比率微分(PD)、比率积分(PI)、比率积分微分(PID)等基本的控制规律。比率(P)控制作用：在系统中增大比率系数Kp可减少系统的稳态偏差以提升稳态精度。增添Kp可降低系统的惯性，减小一阶系统的时间常数，改良系统的迅速性。提升Kp常常会降低系统的相对稳固性，甚至会造成系统的不稳固。比率-微分(PD)控制作用：PD控制拥有超前校订的作用，能给出控制系统提早开始制动的信号，拥有“预示”性，能反响偏差信号的变化速率(变化趋向)，并能在偏差信号变得太大以前，在系统中引进一个有效的初期修正信号，有助于增添系统的稳固性，同时还能够提升系统的迅速性。其弊端是系统抗高频扰乱能力差。比率积分(PI)控制作用：在系统中主要用于在保证控制系统稳固的基础上提升系统的型别，进而提升系统的