石群自动控制原理视频教程免费课件

轻轻松松创创造造未未来来！！石石群群系系列列视视频频教教程程之之自自动动控控制制原原理理((含含现现代代控控制制理理论论))视频教程网址：石群个人主页：联系方式：石群自控1：1318622751石群自控2：1669076449石群自控3：2369972939石群自控4：2578365035说明：目前自控1好友已满、自控2好友已经很多。如果学员过多，会增加新的QQ客服并多渠道告知，敬请关注。石石群群自自动动控控制制原原理理((含含现现代代控控制制理理论论))视视频频教教程程内内容容清清单单、、购购买买操操作作步步骤骤、、附附加加说说明明各位学员：您好！欢迎您购买最详尽的、最实用的、按照考研标准讲授的“自动控制原理(含现代控制理论)视频教程”。此系列视频教程全部由清华大学博士石群老师亲自讲授，已经多年在多家考研辅导机构得到广大同学的一致好评。石石群群((ssttoonneess))■清华大学工学博士控制科学与工程□东北大学工学硕士控制理论与控制工程➢主讲课程(本科类)自动控制原理现代控制理论电路分析基础模拟电子技术数字电子技术单片机、PLC、DSP……??教教程程内内容容(适用“胡寿松《自动控制原理》第五版”教材)一、免费部分(1)0石群自动控制原理(2)石群自动控制原理第1讲至第10讲（免费）(3)石群自动控制原理第11讲至第20讲（免费）(4)石群自动控制原理第21讲至第30讲（免费）(5)石群自动控制原理第31讲至第40讲（免费）二、收费部分(1)石群自动控制原理第7章（第41讲至第50讲）100元(2)石群自动控制原理第8章（第51讲至第62讲）120元(3)石群自动控制原理第9章（第63讲至第80讲）153元(4)石群自动控制原理考点等级15元✓注：“教程内容”会持续更新，例如考研真题、其它课程等，欢迎关注！购购买买步步骤骤：：(1)在注册一个免费账户。(2)点击“知识库”即可看到全部课程，选择欲购买的课程，点击“立即购买”。(3)用网银、支付宝等付款后，在“我的账户”中可立即观看视频教程。第第一一章章自自动动控控制制的的一一般般概概念念1-1自动控制的基本原理与方式1-2自动控制系统示例1-3自动控制系统的分类1-4对自动控制系统的基本要求1-5自动控制系统的分析与设计工具1-1自动控制的基本原理与方式➢无人直接参与➢机器、设备或生产过程的工作状态或参数➢自动实现某种规律运行➢经典控制：单输入、单输出➢现代控制：多输入、多输出➢反馈（控制思想的精髓，知己知彼）✓数控车床按照规定程序自动地切削工件；✓化学反应炉自动地维持温度或压力的恒定；✓导弹发射和制导系统自动地把导弹引向敌方目标；✓人造地球卫星准确地进入预定轨道并回收……•反馈控制又称为闭环控制•测量元件•给定元件•比较元件•放大元件•执行元件•校正元件基基本本控控制制方方式式□反馈控制系统（闭环控制系统）□开环控制系统（按给定控制、按扰动控制）□复合控制系统常常用用术术语语•控制系统（Controlsystem）•参考输入、给定输入、希望输入（DesiredInput）•偏差信号（Errorsignal）•控制器（Controller）•控制量，也称操作量（Controlsignal）•控制对象（Controlplant）•扰动（Interaction）•系统输出，也称被控量（Systemoutput）??复复合合控控制制系系统统偏偏差差扰扰动动1-2自动控制系统示例函数记录仪原理图函数记录仪方框图飞机自动驾驶仪系统原理图反馈电位器给定电位器给定装置放大器舵机飞机飞机自动驾驶仪系统方框图扰动θ0θc反馈电位器垂直陀螺仪电阻炉温度微机控制系统锅炉液位控制系统原理图锅炉液位控制系统方框图1-3自动控制系统的分类线性定常连续系统包括：➢恒值控制系统➢随动系统，包括伺服系统➢程序控制系统（2）线性定常离散控制系统（m≤n）a0c(kn)a1c(kn1)…an1c(k1)anc(k)b0r(km)b1r(km1)…bm1r(k1)bmr(k)r：输入采样序列。c：输出采样序列总总结结：（1）、（2）线性系统具有齐次性、叠加性。（3）非线性控制系统（系数与变量有关）d2y(t)y(t)dy(t)y2(t)r(t)dt2dt1-4对自动控制系统的基本要求✓稳定性✓快速性✓准确性由系统结构决定。动态（暂态）特性。静态（稳态）特性。典典型型外外作作用用（（信信号号））回回顾顾：：（1）阶跃信号（2）斜坡信号（3）脉冲信号（4）正弦信号（1）阶跃响应（2）冲激响应（3）正弦响应（4）八一拆分1-5自动控制系统的分析与设计工具✓Matlab➢草稿纸式编程语言➢良好的人机界面➢结论可做一定等级的理论论据➢Simulink工具箱第第一一章章作作业业1.思考题（1-1）讨论液位自动控制系统原理图，方框图2.判断系统类型（1-10）1.思考题原理图、方框图（1-1）控制器Q1浮子c电位器减速器用水开关Q2液位自动控制系统电动机SMif伺服电动机与减速器浮子杠杆电位器阀门水箱Q2给定实际液位Q1液位2.判断系统类型（1-10）r入、c出c(t)5r2(t)td2r(t)非线性时变系统dt2d3c(t)3d2c(t)6dc(t)8c(t)r(t)线性定常系统dt3dt2dttdc(t)dtc(t)r(t)3dr(t)dt线性时变系统c(t)r(t)cost5非线性时变系统c(t)3r(t)6dr(t)dtt5r()d线性定常系统c(t)r2(t)非线性定常系统c(t)0r(t)t6t6线性延迟系统第第二二章章控控制制系系统统的的数数学学模模型型2-1控制系统的时域数学模型2-2控制系统的复域数学模型2-3控制系统的结构图与信号流图2-4控制系统建模实例122--11时时域域数数学学模模型型1.电容ic2.电感(t)Cduc(t)dt1uc(t)Cic(t)dtuL(t)LdiL(t)dtiL(t)LuL(t)dt3.弹簧弹性力预备知识1dFFkxkvdtvkdt4.阻尼器（不储存能量，吸收能→热能）➢平动阻尼器FkvkdydtK：阻尼系数F：阻尼力y：位移➢旋转阻尼器TkkddtK：阻尼系数ω：旋转角速度θ：旋转角度T：阻尼力矩5.牛顿定律dxdvd2xFmavdtadtdt26.电机电枢电压电枢电流电磁转矩ua(t)ia(t)Mm(t)电枢回路电压平衡方程dia(t)ua(t)LaRaia(t)Eadt反电势Ea(t)Cem(t)，与ua(t)反向。电机转矩系数Cm电磁转矩方程Mm(t)Cmia(t)电动机和负载折合到电动机轴上的两个变量：✓粘性摩擦系数fm✓转动惯量Jm电动机轴上的转矩平衡方程：Jdm(t)mdtfmm(t)Mm(t)Mc(t)电动机转速m(t)折合到电动机轴上的总负载转矩Mc(t)7.机械齿轮转速12齿数Z1Z2半径r1r2粘性摩擦系数f1f2转动惯量J1J2原动转矩Mm负载转矩M1M2McJ齿轮传动：线速度相同；传送功率相同；齿数与半径成正比。1r12r2M11M22r1Z1r2Z2齿轮运动方程：J1d1dtf11M1Mmd22dtf22McM28.测速发电机输入：输出：u比例系数：K传递特性：9.运算放大器➢虚短➢虚断➢实际运放➢理想运放➢反相接法➢同相接法➢加法接法➢减法接法uK线线性性系系统统重要性质：叠加原理。✓齐次性，也称为均匀性✓叠加性数学模型：线性定常微分方程。例如：dnc(t)adn1c(t)…dc(t)()0dtna1dtn1an1dtanctbdmr(t)dm1r(t)…dr(t)()0dtmb1dtm1bm1dtbmrts110101a1??微微分分方方程程求求解解（（特特征征方方程程法法））yyhyp一阶：dydta0y0sa00yhKest二阶：d2ydt2dya1dta0y0s2a1sa0024a01,2aa24aaj4aa2dnysndtn2s1,22jKeKe二二阶阶齐齐次次通通解解0yhs1t1s2t20yhK1eK2te0yhet(K1costK2sint)非非线线性性模模型型的的线线性性化化➢非线性元件线性元件➢切线法、小偏差法stst2泰勒级数展开yf(x)f(x)(df(x))(xx)0dxx001(df(x))(xx)2…2!dx2x00当(xx0)很小时：yyf(x)f(x)(df(x))(xx)00dxx00yKxxx2,x,x2二二阶阶泰泰勒勒级级数数展展开开yf(x1,x2)fff(x10,2x20)[(x1)1020(x1x10)2(x2)1020(x2x20)]1[(f)(xx)22(f)(xx)(xx)2!x2x10,x20110xxx10,x201102201(f)(xx12)2]…x2x10,x20220略略去去22阶阶及及更更高高阶阶yK1x1K2x2线性化增量关系二二阶阶小小偏偏差差线线性性化化运运动动的的模模态态n阶微分方程，n个特征方程根：➢无重根1,2,…,n模态（振型）e1t,e2t,…,ent齐次通解y(t)ce1tce2t…cento12n➢多重根模态（振型）tet,t2et…12运运动动的的模模态态n阶微分方程，n个特征方程根：➢共轭复根j共轭复模态（振型）e(j)te(j)t实函数模态齐次通解etsintetcostycetsintcetcost??拉拉普普拉拉斯斯变变换换时时间间域域拉拉普普拉拉斯斯变变换换复复频频域域??（（11））线线性性性性质质F1(s)L[f1(t)]F2(s)L[f2(t)]L[af1(t)bf2(t)]aL[f1(t)]bL[f2(t)]aF1(s)bF2(s)dtstf(t)eF(s)L[f(t)]0补补充充知知识识n??拉拉普普拉拉斯斯变变换换??（（22））微微分分定定理理F(s)L[f(t)]L[df(t)]sF(s)f(0)dt2L[df(t)]s2F(s)[sf(0)f|(0)]dt2L[df(t)]snF(s)[sn1f(0)sn2f|(0)…f(n1)(0)]dtnf(0)f|(0)…f(n1)(0)0L[dnf(t)dtn]snF(s)??拉拉普普拉拉斯斯变变换换??（（33））积积分分定定理理F(s)L[f(t)]L[f(t)(dt)2]1s2F(s)1s2f(1)(0)1sf(2)(0)L[…f(t)(dt)n]1snF(s)1snf(1)(0)…1sf(n)(0)f(1)(0)f(2)(0)…f(n)(0)0L[f(t)dt]1sF(s)1sf(1)(0)1L[…f(t)(dt)n]F(s)snt0sts0??拉拉普普拉拉斯斯变变换换??（（44））初初值值定定理理??（（55））终终值值定定理理f(0)limf(t)limsF(s)limf(t)lim