第一章的概念
1、典型的反馈控制系统基本组成框图:
输出量 输入量串连补偿放大执行元被控对 元件元件件象-- 反馈补偿元件局部反馈
测量元件主反馈
2、自动控制系统基本控制方式:(1)、反馈控制方式;(2)、开环控制方式;(3)、复合控制方式。
3、基本要求的提法:可以归结为稳定性、准确性和快速性。
第二章要求:
1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法; 2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质; 3、明确传递函数与微分方程之间的关系; 4、能熟练地进行结构图等效变换; 5、明确结构图与信号流图之间的关系; 6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数;
例1 某一个控制系统动态结构图如下,试分别求系统的传递函数:
C1(s)C2(s)C(s)C1(S) ,2。 ,,R1(s)R1(s)R2(s)R2(S)
?G1G2G3C1(s)G1(s)C(s)?,2?R1(s)1?G1G2G3G4R1(s)1?G1G2G3G41 / 16
例2 某一个控制系统动态结构图如下,试分别求系统的传递函数:
C(s)C(s)E(s)E(S)。 ,,,R(s)N(s)R(s)N(s)
C(s)G1(s)G2(s)-G2(s)C(s)??
R(s)1?G1(s)G2(s)H(s)N(s)1?G1(s)G2(s)H(s)
例3: i1(t)R1i2(t)R2
R(s)+
u1(t) c(t)C1C2r(t)
I1(s)+ 11
1
U1(s)112+ 1 12 2I2(s) 2 2 将上图汇总得到: - _1RI1(s)U1(s)_1C1sr(t)?u(t)?i(t)RU1(s)1u(t)??[i(t)?i(t)]dtCu(t)?c(t)?i(t)R1c(t)?i(t)dt?CI2(s)1R2KaI2(s)_C(s)1C2sC(s)(b)R(s)+_1R1+1C1s+-1 _1R21C2sC(s)Ui(s) 1/R1 1/C1s IC(s) 1/R2 1/C2s I2(s) Uo(sUo(s) U(s1nP??PK?K?k?1-1 2 / 16
-1
例4、一个控制系统动态结构图如下,试求系统的传递函数。
W4
Xr(S) — W1 — W2 W3 XC(S)
W5 Xc(S)W1W2W3 ?Xr(S)1?W2W3W4?W1W2W5例5 如图RLC电路,试列写网络传递函数 Uc(s)/Ur(s).
i(t) R L d2uc(t)duc(t)LC?RC?uc(t)?ur(t)2dtdtu(t) rC uc(t)
解: 零初始条件下取拉氏变换: LCs2U(s)?RCsU(s)?U(s)?U(s)cccr
U(s)1 G(s)?c?2U(s)LCs?RCs?1 r例6某一个控制系统的单位阶跃响应为:C(t)?1?2e?2t?e?t,试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。
d2c(t)dc(t)dr(t)3s?2?3?2c(t)?3?2r(t) 解:传递函数: G(s)?,微分方程:
dtdt(s?2)(s?1)dt2脉冲响应:c(t)??e?t?4e?2t
?2t例7一个控制系统的单位脉冲响应为C(t)?4e?e?t,试求系统的传递函数、微分方程、单位阶跃响应。
d2c(t)dc(t)dr(t)3s?2?3?2c(t)?3?2r(t) 解:传递函数: G(s)?,微分方程:
dtdt(s?2)(s?1)dt2单位阶跃响应为:C(t)?1?2e?2t?e?t
第三章 本章要求:
1、稳定性判断
1)正确理解系统稳定性概念及稳定的充要条件。 闭环系统特征方程的所有根均具有负实部;或者说,闭环传递函数的极点均分布在平面的左半部。
2)熟练运用代数稳定判据判定系统稳定性,并进行分析计算。 2、稳态误差计算
1)正确理解系统稳态误差的概念及终值定理应用的限制条件。
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