各章内容和要求课件.ppt

1、各章内容和要求第1章 内容v自动控制系统的构成反馈控制顺馈控制v控制系统分类v典型测试信号基本要求 对常见控制系统（简单机械系统、电路系统、电机控制系统、液位系统）能画出结构框图。能区分系统中的参考输入和扰动输入。能分析反馈控制系统、复合控制系统（含前馈）的控制原理，指出哪些反馈控制，哪些是前馈控制。能根据系统控制原理，正确标出系统（特别是电路部分）的连接极性（正、负）。1R2R3R0ufucu+-+-放大器他励直流电动机测速发电机负载cdefba 某恒速控制系统原理如图所示。试回答下列问题：（1）简述系统的工作原理，指明哪部分是按偏差进行的反馈控制，哪部分是按扰动进行的顺馈控制。（2）标出a

2、,b之间、c,d之间、以及e,f之间电位差的正负极性。第2章 内容和要求v运动方程简单机械系统、电路系统、电机控制系统、液位系统v传递函数典型环节系统连接框图化简v信号流图和梅森公式物理系统的运动方程和（或）传递函数和框图利用框图求传递函数v频率特性定义和含义图示方法：Nyquist图和Bode图典型环节的频率特性图v采样系统采样和保持（零阶保持器）差分方程和脉冲传递函数根据折线对数频率特性求传递函数根据框图求脉冲传递函数或输出的z变换计算采样系统的开环或闭环脉冲传递函数（在需要的情况下，z变换公式试卷会给出）在如图所示的装置中，设小车的位移 为输入量，车上可以动物体 的位移 为输出量，求传递

3、函数。（轮子的滑动摩擦忽略不计）)(txm)(ty)(tx)(tymkf)/()()()()(22222kyfsmskfssGkxdtdxfkydtdyfdtydmxykdtdxdtdyfdtydm)(tx)(tymkf第4章 内容和要求v稳定性的概念v输入-输出（模型）稳定性的条件连续时间系统离散时间系统基本要求 熟练掌握劳斯判据 稳定与临界稳定及其判别 根据稳定性或相对稳定性要求确定参数范围 求采样系统的闭环特征方程并判断其稳定性v代数判据劳斯-霍尔维茨判据保证稳定性的参数范围相对稳定性离散时间系统稳定性判别v双线性变换v朱利判据v根轨迹根轨迹的概念幅角条件和幅值条件根轨迹作图规则基本要求

4、 给出开环传递函数会作根轨迹图并做必要的计算 能利用根轨迹判断闭环系统稳定性 分析增加零、极点后根轨迹的变化（以及相应的稳定性、瞬态性能的变化）v奈奎斯特稳定性判据奈奎斯特稳定性判据的应用（以Nyquist图为主）稳定裕度的概念及其计算基本要求 给出开环传递函数会作Nyquist图并会求与实轴的交点 能利用Nyquist图判断闭环系统稳定性，右半平面极点数（有开环积分环节，时延系统）根据稳定性要求确定参数（开环增益）范围 会计算幅值稳定裕度和相角稳定裕度第5章 范围v瞬态性能（快速性、平稳性）性能指标的定义典型二阶系统的性能指标及其与参数（或极点位置）的关系高阶系统的零极点对消、主导极点基本要

5、求 已知二阶系统开环传递函数或闭环传递函数，会计算瞬态性能（若需要，计算公式试卷会给出）已知瞬态性能指标，能计算二阶系统开环传递函数或确定主导极点位置v稳态性能稳态误差的概念用终值定理计算稳态误差的方法各型系统对典型测试信号的稳态误差静态误差系数参考输入引起的稳态误差和扰动输入引起的稳态误差基本要求 稳态误差和静态误差系数的计算第6章 内容和要求v校正方式串联校正局部反馈前馈v性能指标频域指标时域指标了解几种不同的校正方式主要频域指标与时域指标间的定性关系v根轨迹校正v频域校正从根轨迹和频率特性两方面理解超前、滞后、滞后-超前校正的作用基本要求 PID控制 局部反馈校正知道P，I，PI，PD，

6、PID控制的含义及其对系统瞬态和稳态性能的影响从根轨迹和频率特性两方面理解局部反馈校正的作用基本要求关于考试v闭卷，2小时v可带计算器v题型选择题（20%）填空题（20%）简述体（30%）计算题（30%）1系统带宽减小，则响应速度（A）变快 （B）变慢 （C）不变 （D）不能确定例如：选择题答案：（B）答案：(d)2.系统开环传递函数为 ，则系统在输入信号 作用下的稳态误差为：)1()12(102sss(a)0.1；(b)10；(c)0.05；(d)0 ttr1)(例如：填空题系统开环传递函数为 ，则系统频率特性在低频段（）渐近线的斜率为 。53610(231)(7)sss s0答案：20dB

7、/dec。ImRe0ImRe0ImRe0ImRe0P=1(a)(b)P=0-1-1-1-1P=1P=2(c)(d)（a）不稳定，Z=2;(b)稳定（c）不稳定，Z=2；(d)不稳定，Z=2.例如：简述题开环系统的奈奎斯特曲线分别如图所示，试判断各种情况下闭环系统的稳定性，若系统不稳定，指出闭环系统在右半s平面上的极点个数。-)(1sGs225)(sR)(sC-)(sE1.某负反馈系统如下图，图中 的单位阶跃响应为 。求系统的超调量和调节时间。)1(585te )(1sG例如：计算题18 11()855()15ssG sss02882()5525541 2sG sssss开环传递函数282165

8、4()8291001554ssW sssss闭环传递函数2222nnnKss10n0.452/1%100%20.55%e30.67(s)snt2如图为一简单的电压调节器，在发电机的输出端用一个电位器给出反馈电压kVo,这里k是一个常数（k 1）。该电位器的电阻足够大，以致可假设它吸收的电流可以忽略。放大器的增益Ka=20伏/伏，发电机的增益为50伏/安培（励磁电流），参考电压Vr=50伏。KaRf=100欧姆 Lf=200H Ra=1欧姆 VrS Vok（1）画出当发电机共给一个负载电流时的系统方框图，并写出每个方框的传递函数。（2）当开关S闭合，已知发电机空载端电压为250伏，求此时的k值。通过30安培的稳态负载电流时，引起端电压的变化是多少？恢复到250伏的发电机端电压，需要多大的参考电压？K1/(Lfs+Rf)Kf=20kVrSVoRaId0.1,-15V,53V