自动控制原理复习课(电气12)

自动控制原理复习课使用班级：电气12-2、31考试题型1、填空题（30分）2、判断题（10分）3、综合分析题（60分）2考试形式1、闭卷2、要带计算器（无记忆功能的）3考试重点1、基本概念第1章反馈、控制系统基本的控制方式、控制系统的分类、对控制系统的基本要求第2章控制系统数学模型的类型、拉氏变换的应用（终值定理的应用、求解微分方程、部分分式法的应用）、传递函数的定义和性质、结构图与信号流图第3章控制系统的性能指标、一阶系统的动态分析、二阶系统的时域分析（重点）、高阶系统的定性分析、稳态误差（定义、与哪些因素有关、如何计算）、稳定性分析（定义、充要条件、劳斯判据）第四章根轨迹的定义、绘制根轨迹的二个条件、简单系统根轨迹的绘制、开环增益与根轨迹增益的区别第5章频率特性的定义、正弦输入下系统稳态输出的求法、典型环节的频率特性、幅相曲线和对数频率特性曲线的绘制方法、三频段的概念、稳定裕度第6章PID控制规律中控制器参数的作用及对系统性能的影响、超前校正和滞后校正（校正网络的数学模型、特点、最大超前角和最大滞后角的计算）第7章采样过程及其数学描述、采样定理、Z变换的概念、脉冲传递函数的定义和求法、离散系统的稳定性分析、离散系统的定性动态分析、离散系统的稳态误差2、例题分析1传递函数为传函的零极点形式：4012014)8(4014012014401201)8(201401204)8(20sssssssssssssG零点：Z1=-8，极点：P1=-4，P2=-1/20，P3=-1/40根轨迹增益：1/401401204)8(20sssssG传函的标准形式：140120141)181(4014012014181)181(41201401204)8(20sssssssssssssG传函的增益：40其单位阶跃响应的形式：主要由极点来决定，所有极点都位于实轴上，且都是负极点，所以其单位阶跃响应单调不振荡的非周期性过程。4012014)8(4011401204)8(20sssssssssG-4-8零极点分布图-4-8零极点分布图140120)181(40140120141)181(401401204)8(20ssss：GsssssssssG简化为主导极点：二个靠近虚轴的极点第三个极点与虚轴的距离为4，远超另二个极点与虚轴的距离，可以忽略，故其传函可简化为：140120)181(40140120141)181(401401204)8(20ssss：GsssssssssG简化为忽略远离虚轴的极点，相当于信号不再经过这个环节，直接传递过去，所以该环节看为1。2实验系统数学模型的建立图2.1.2KRX200图2.1.2串联串联反馈1u2utc1u第一个环节的传递函数：11sRsU1u2u第二个环节的传递函数：sssUsUsIsIsIssUsIsU2.0110211011010200000056122126211U1(s)I1(s)200KΩssc611011I2(s)U2(s)第三个环节的传递函数：sIsIsIsIRsCsIssCsIsUx321326120101010000002utcU2(s)I1(s)100KΩssc621011I2(s)C(s)I3(s)xR12.02101.01110110101010000052662sRssUsCRssCRsCssCsUxxxKRX200图2.1.2由以上分析可画出系统的结构图：-1s2.0112.02sC(s)R(s)-1s2.0112.02sC(s)R(s)系统的开环传递函数：12.01012.02.0212.022.011sssssssG系统的闭环传递函数：102.01012.010112.01012sssssssGsGsRsCsGB当输入r(t)分别为1(t)、t和t2时，以及r(t)=1(t)+t+t2时，系统的稳态误差。ttttrtttrtttrttrssEesRsssssEsssssssRsCsRsEsCsRsEsRssssssss111111.00223102.02.0102.02.0102.01011220022222102.02.0limlim3绘制根轨迹草图j0j0j0j0j0j00j0j0jj00j4已知开环传递函数，绘制对数幅频渐进线及奈氏图，并用奈氏判据判断系统稳定性。求出转折频率，和对应的斜率:低频段有一个积分和一个比例环节，故斜率为-20db/dec,且在ω=1处对数幅频为20lg6=15.6。15.01615.012212121ssssssssssGk]20[],20[2,121绘制奈氏图：起点（ω=0）？终点（ω=∞）？交点？稳定判定：Z=P+N=0+2=2，系统不稳定，位于右半S平面的特征根数目是2。5试求下图闭环脉冲传递函数或输出的Z变换。解：