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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -自动掌握原理总结第一章绪 论技术术语1. 被控对象 :是指要求实现自动掌握的机器、设备或生产过程.2. 被控量：表征被控对象工作状态的物理参量或状态参量 ,如转速、压力、温度、电压、位移等.3. 掌握器：又称调剂器、掌握装置,由掌握元件组成,它接受指令信号,输出掌握作用信号于被控对象.4. 给定值或指令信号rt ：要求掌握系统按肯定规律变化的信号,是系统的输入信号.5. 干扰信号 nt ：又称扰动值,是一种对系统的被控量起破坏作用的信号.6. 反馈信号 bt ：是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端
2、的信号.7. 偏差信号 et ：是指给定值与被控量的差值,或指令信号与反馈信号的差值.闭环掌握的主要优点：掌握精度高,抗干扰才能强.缺点 ：使用的元件多,线路复杂,系统的分析和设计都比较麻烦.对掌握系统的性能要求:稳固性快速性精确性稳固性和快速性反映了系统的过渡过程的性能.精确性是衡量系统稳态精度的指标,反映了动态过程后期的性能.其次章掌握系统的数学模型拉氏变换的定义:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_F sf t e- st d t0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_几种典型函数的拉氏变换可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - -
3、- - - - - - - -第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1.单位阶跃函数1t2.单位斜坡函数3.等加速函数4.指数函数e-at5.正弦函数sin t6.余弦函数cos t7.单位脉冲函数 函数 拉氏变换的基本法就1.线性法就2.微分法就3.积分法就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Lf t d t1 F s s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4.终值定理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_elim
4、e t limsE s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ts0at5.位移定理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Lf t0e0 sFsLef t F sa 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传递函数： 线性定常系统在零初始条件下,输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为系统 或元部件 的传递函数.动态结构图及其等效变换1.串联变换法就2.并联变换法就3.反馈变换法就4.比较点前移“加倒数”.比较点后移“加本身”.5.引出点前移“加本身”.引出点后移“加倒数”可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - -
5、 - - - -第 2 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -梅森（ S. J. Mason）公式求传递函数典型环节的传递函数1.比例 放大 环节2.积分环节可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.惯性环节4.一阶微分环节5.振荡环节 s C s 1R s nP kkk1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_G s122Ts2Ts1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6.二阶微
6、分环节第三章时域分析法二阶系统分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2KnJn2 FGJ s 2ns 22s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nn二阶系统的单位阶跃响应1.过阻尼1 的情形：系统闭环特点方程有两个不相等的负实根.过阻尼二阶系统可以看成两个时间常数不同的惯性环节的串联.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - -
7、 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当 T1=T 2 =的1临界阻尼情形: 调剂时间ts=4.75T 1 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当 T1=4T 2 =1.25时: ts 3.3T1 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当 T14T 2 1.25时: ts 3T1 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2.临界阻尼=1 的情形：3.欠阻尼 01 的情形：平稳性：阻尼比越大,超调量越小,响应的振荡倾向越弱,平稳性越好.反之,阻尼比 越
8、小,振荡越强,平稳性越差.快速性： 过大,系统响应迟钝,调剂时间t s 长,快速性差.过小,虽然响应的起始速度较快,但由于振荡剧烈,衰减缓慢,所以调剂时间ts 也长,快速性差.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_欠阻尼二阶系统单位阶跃响应性能指标1.上升时间和阻尼频率arccos2.峰值时间3.超调量 %dn12t rd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_h tp 1%100%1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2e / 1100%tp可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dn14.调剂时间ts当阻尼比0 i=0, 1, 2,3, n .2 奇数
9、阶或偶数阶的赫尔维茨行列式大于零,即D 奇 0 或 D 偶0.3劳思 Routh 判据劳思表中第一列全部元素的运算值均大于零,假如第一列显现小于零的元素,就系统不稳固.并且第一列中数值符号转变的次数等于系统特点方程正实部根的数目.典型输入信号作用下的稳态误差第五章频域分析法频率法系统的频率响应定义为系统对正弦输入信号的稳态响应.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - -
10、 - - - - -只要把传递函数式中的s 以 j 置换,就可以得到频率特性,即11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1jT1Ts s jj=ss=j可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_jje jjMejMjj频率特性图示法：1.直角坐标图2.奈奎斯特曲线图3.对数坐标图伯德图H.W.Bode伯德图包括对数幅频和对数相频两条曲线.L 20lgM典型环节的频率特性：1.比例环节 放大环节 2.积分环节3.微分环节4.惯性环节5.一阶微分环节6.振荡环节7.二阶微分环节可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - -
11、-第 6 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -8.一阶不稳固环节9.推迟环节开环幅相特性曲线的绘制：系统开环幅相特性的特点当频率 =0时,其开环幅相特性完全取决于比例环节K 和积分环节个数.0型系统起点为正实轴上一点,I 型及 I 型以上系统起点幅值为无穷大,相角为 - 9.0当频率 = 时,如 nm 即传递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-m90.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
12、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：求传递函数.绘制对数幅频特性的步骤：1.确定出系统开环增益K ,并运算20lgK .2.确定各有关环节的转折频率,并把有关的转折频率标注在半对数坐标的横轴上.3.在半对数坐标上确定 =11/s且 纵坐标等于20lgKdB 的点 A .过 A 点做始终线,使其斜率等于 -20 dB十/倍频程.当=0,=1,时=,2斜率分别是0, -20, -40/十倍频程.4.从低频段第一个转折频率开头做斜直线, 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 -40,一阶微分环节加 +20 的斜率）,这样过每一个
13、转折频率都要进行斜率的加减.5.高频段最终的斜线的斜率应等于 -20n-m dB/ 十倍频程.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -6.如系统中有振荡环节,当 0.4时,需对L 进行修正.绘制对数相频特性的步骤：1.在半对数坐标纸上分别绘制出各环节的相频特性曲线.2.将各环节的相频特性曲线沿纵坐标方向相加,从而得到系统开环对数相频特性曲线 . 当
14、 0时, - 9.0当 时 , - n-m90.系统开环对数幅频特性曲线与横轴0 dB 线 交点的频率称为穿越频率或截止频率c .系统开环对数相频特性曲线与-180线交点的频率称为相频截止频率g.传递函数中没有右极点、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1.奈氏判据2.对数频率稳固判据对数频率稳固判据：一个反馈掌握系统,其闭环特点方程正实部根个数为 Z,可以依据开环传递函数右半 s 平面极点数 P 和开环对数幅频特性为正值的全部频率范畴内, 对数相频曲线对-180线的正负穿越之差 N=N+ -N -打算Z=P-2NZ=0 ,闭环系统稳固.否就,闭环系统不稳固.掌握
15、系统稳固裕度1相位裕量: 定义为 180 开+环幅相曲线幅值为1 时的相角. 值越大, 其系统的稳固程度越高,工程上一般要求40 40 60 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_c180o180 oG jcHjc可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2幅值裕量h：开环幅相曲线与负实轴交点处的模值|GjgHjg|的倒数.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_hh1L020lgGjgHjg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_GjgHjg20lgGjH jdB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_gg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资
16、料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -Lh 值越大,其闭环系统稳固程度越高,一般要求Lh 6 dB610 dB.第六章自动掌握系统的设计与校正在校正装置中,常采纳比例P 、微分 D 、积分 I 、比例微分 PD 、比例积分 PI 、比例积分微分 PID 等基本的掌握规律.1.比例 P掌握作用：在系统中增大比例系数Kp 可削减系统的稳态误差以提高稳态精度.增加 Kp 可降低系统的惯性,减小一
17、阶系统的时间常数,改善系统的快速性.提高 Kp 往往会降低系统的相对稳固性,甚至会造成系统的不稳固.2.比例 - 微分 PD 掌握作用： PD 掌握具有超前校正的作用,能给出掌握系统提前开头制动的信号,具有“预见” 性,能反应偏差信号的变化速率变化趋势 ,并能在偏差信号变得太大之前,在系统中引进一个有效的早期修正信号,有助于增加系统的稳固性,同时仍可以提高系统的快速性.其缺点是系统抗高频干扰才能差.3.比例积分 PI 掌握作用：在系统中主要用于在保证掌握系统稳固的基础上提高系统的型别,从而提高系统的稳态精度.4.比例 - 积分 - 微分 PID 掌握作用： PID 具有 PD 和 PI 双重作用, 能够较全面的提高系统的掌握性能.PID 掌握器除了提高系统型别之外,仍供应了两个负实零点,从而较PI 掌握器在提高系统的动态性能方面有 更大的优越性.因此,在工业掌握设计中,PID 掌握器得到了特别广泛的应用.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载