自控原理课件.ppt

AUTOMATICCONTROL自控系统的基本概念自动控制技术在工业、农业、国防（尤其是在航天、制导、核能等方面）乃至日常生活和社会科学领域中都起着极其重的作用。如炉温控制、机械手的控制、人造卫星的轨道控制、造纸机卷取系统的张力恒定控制等等。自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行现代控制理论与运筹学相结合的产物，采用数学模型，通过分解－协调或分解－集结方法，将控制理论中的稳定性理论，最优化控制理论，多变量控制理论和运筹学中的线性规划、非线性规划等加以推广，应用于大系统的分析和综合智能控制自动控制1.2.2开环控制和闭环控制1.2.3自动控制系统的组成1.2.4自动控制系统实例给定电位器液位控制系统舵轮随动系统1.4自动控制系统的基本要求t自动控制系统讨论的主要问题是系统动态过程的性能，主要性能归纳起来就是三个字：稳、快、准。自控系统的数学描述对实际系统或元件加入一定形式的输入信号，根据输入信号与输出信号间的关系来建立数学模型的方法2.1控制系统的微分方程2.1控制系统的微分方程已知ssi用拉氏变换求解系统微分方程或方程组的步骤如下：已知：已知：已知系统微分方程为传递函数的概念只适用于自动控制系统中的线性定常系统。
传递函数是系统的动态数学模型的另一种形式，它取决于系统或元部件的结构及参数，与输入量的物理特性无关，并且和微分方程中各项对应相等。
实际工程中，许多不同的物理系统具有完全相同的传递函数，所以传递函数只描述了输出与输入之间的关系，并不提供任何有关该系统的物理结构。
一个传递函数只适用于单输入、单输出系统，因而信号在传递过程中的中间变量是无法反映出来的。
对于系统未知的传递函数，可通过给系统加上已知特性的输入，再对其输出进行研究，就可以得到该系统传递函数，并可以给出其动态特性的完整描述。
传递函数的拉氏反变换是系统对应的脉冲响应比例环节的传递函数惯性环节的传递函数积分环节的传递函数微分环节的传递函数微分环节的传递函数振荡环节的传递函数延迟环节的传递函数2.3.1动态结构图2.3动态结构图与梅森公式2.3动态结构图与梅森公式C(s)2.3动态结构图与梅森公式引出点前移：

引出点后移：

引出点之间移动：2.3动态结构图与梅森公式2.3动态结构图与梅森公式G1(S)2.4控制系统的几种常用函数2.4控制系统的几种常用函数第2章小结时域分析法3.1典型输入信号和时域性能指标3.1典型输入信号和时域性能指标3.1典型输入信号和时域性能指标3.2一阶系统的时域分析3.2一阶系统的时域分析3.2一阶系统的时域分析一个一阶系统分析的例子3.3二阶系统的时域分析3.3.3二阶系统的单位阶跃响应
一个二阶系统分析的例子3.3.4二阶系统性能的改善3.4控制系统的稳定性分析3.4控制系统的稳定性分析3.4控制系统的稳定性分析3.4控制系统的稳定性分析3.4控制系统的稳定性分析稳态误差定义为稳定系统误差的终值，用ess表示，即。它是衡量系统最终控制精度的重要性能指标。3.5控制系统的稳态误差分析a3.5控制系统的稳态误差分析3.5控制系统的稳态误差分析3.5控制系统的稳态误差分析3.5控制系统的稳态误差分析3.5控制系统的稳态误差分析第3章小结根轨迹分析法4.1根轨迹的概念与根轨迹方程4.1根轨迹的概念与根轨迹方程4.2绘制根轨迹的基本规则和方法4.2绘制根轨迹的基本规则和方法4.2绘制根轨迹的基本规则和方法4.2绘制根轨迹的基本规则和方法4.2绘制根轨迹的基本规则和方法4.2绘制根轨迹的基本规则和方法4.3用根轨迹分析控制系统4.3用根轨迹分析控制系统4.4根轨迹的改造4.4根轨迹的改造4.4根轨迹的改造第4章小结频域分析法5.1频率特性的基本概念5.1频率特性的基本概念5.1频率特性的基本概念5.1频率特性的基本概念5.2典型环节的频率特性5.2典型环节的频率特性5.2典型环节的频率特性5.2典型环节的频率特性5.2典型环节的频率特性5.2典型环节的频率特性5.3系统的开环频率特性5.3系统的开环频率特性绘制Bode图5.3系统的开环频率特性5.3系统的开环频率特性5.4频域法分析闭环系统的稳定性5.4频域法分析闭环系统的稳定性5.4.2奈奎斯特对数稳定判据5.4频域法分析闭环系统的稳定性5.5用开环频率特性分析系统的性能5.5用开环频率特性分析系统的性能5.5用开环频率特性分析系统的性能5.5用开环频率特性分析系统的性能第5章小结控制系统的校正6.1系统校正概述6.1系统校正概述6.2.1串联超前校正装置的特点6.2.2串联超前校正方法6.2串联超前校正6.3.1串联滞后校正装置的特点6.3.2串联滞后校正方法6.3串联滞后校正6.4串