自动FB体育 FB体育平台控制原理概念

　　特点是1. 系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响，无法通过偏差对输出进行调节

　　特别的，当R=1时，h(t)称为单位阶跃函数。阶跃函数是控制系统在实际工作条件下经常遇到的一种外作用形式。例如，电源电压的突然跳动；负载的突然增大或减小等。

　　非线性微分方程的线性化：将一些元件视为线性元件，切线法或小偏差法（在一个很小的范围内，将非线性特性用一段直线来代替）

　　2. 传递函数表示输出量与输入量之间的关系，只与系统或元件本身与结构参数有关，但不反应系统内部的任何信息。传递函数是一确定系统的固有性质，与输入输出无关

　　去掉信号流图的特征式与第k条前向通路接触的所有回路的回路增益项，得到流图余因子式\Delta_{k}

　　闭环系统在输入信号和扰动作用下，以误差信号E(s)作为输出量时的传递函数称为误差传递函数

　　本章考点：二阶欠阻尼系统动态性能指标、系统稳定性分析(劳斯判据、赫尔维兹判据)，稳态误差计算

　　t_{r}——上升时间，c(t)从终值10%上升到终值90%所用的时间，有时也取从t=0第一次上升到终值的时间(对有振荡的系统)；

　　稳态误差e_{ss}是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量，是指t\rightarrow ∞，输出量与期望输出的偏差

　　由表可知，线性定常系统的一个重要特性：系统对输入信号导数的响应，就等于系统对该输入信号响应的导数；或者，系统对输入信号积分的响应就等于系统对该输入信号响应的积分，而积分常数由零输出初始条件决定

　　闭环主导极点：离虚轴最近，远小于其他极点距虚轴的距离（一般取十倍以上），周围无闭环零点，相应的响应分量在系统的时间响应中起主导作用，则此闭环极点为闭环主导极点

　　在高阶系统时域分析中，一般使用主导极点与偶极子的概念使其降阶为二阶系统再处理

　　偶极子：一对零极点相距足够近，远远小于其他极点到虚轴的距离，可以近似认为该对零极点对系统响应过程不产生影响，且称该对零极点构成一对偶极子

　　闭环系统特征方程的所有根均具有负实部；或者说，闭环系统传递函数的所有极点均位于s左半平面。特征方程系数均大于0，可不必列劳斯表

　　使线性系统稳定的必要条件是：D(s)中各项系数为正数。系统稳定的充要条件是劳斯表中的第一列为正。劳斯表中的第一列正负号改变的次数是特征方程正实部根的数目。

　　1.某行第一列项为零，而其余各项不为零，或不全为零。此时可以用(s+a)乘以原特征方程，其中a为任意正数，再对新的特征方程应用劳斯判据

　　2.劳斯表中出现全零行。这种情况表明特征方程中存在绝对值相同但符号相反的特征根，此时可以用全零行上面一行的系数代替取代全零行，便可继续计算

　　在阶跃信号、斜坡信号、加速度信号三种典型输入信号下，各型别系统的稳态误差如下

　　1.由典型输入信号作用下的稳态误差表达式可知，由于系统开环增益处于分母位置，所以于分母位置，所以增大系统开环增益可以减小稳态误差，同理增大扰动点作用之前的前向通道增益也可以减小稳态误差

　　2.在相同输入信号作用下，系统型次越高，系统稳态误差可减小至0，因此在系统的前向通道或主反馈通道，或在扰动作用点之前的前向通道或著反馈通过到设置串联积分环节，可减小稳态误差

　　3.当系统存在多个扰动，可以采用串级控制一直内回路扰动，主副控制器的总增益越大，则串级系统抑制副回路扰动的能力越强

　　4.采用复合控制，结合前馈控制和反馈控制，只要系统参数选择合适可有效减小甚至消除稳态误差，同时抑制扰动。

　　定义：根轨迹是开环系统某一参数从0变到无穷时，闭环系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹

　　根轨迹与系统性能：系统对于根轨迹在s左半平面的开环增益K^*稳定，在与虚轴交点处的开环增益K^*临界稳定，在s右半平面的开环增益K^*不稳定

　　法则2：根轨迹分支数为开环极点数n和开环零点数m中的较大者，根轨迹对称于实轴

　　法则7：根轨迹与虚轴相交时，系统特征根为一对纯虚根，可利用劳斯判据确定此时的w和K^*值

　　n-m\geq 2时，特征方程第二项系数与K^*无关，无论K^*取何值，开环极点之和总是等于闭环特征方程根之和，即\sum_{i=1}^{n} s_{i}=\sum_{i=1}^{n} p_{i}因此当开环增益增大时，若闭环的某些极点向左移动，则必有一部分根向右移动

　　参数根轨迹难点在于根据系统特征多项式推出以特定参数为开环增益的等效开环传递函数，之后按照基本法则绘制即可

　　2.闭环系统无零点时，若闭环极点均为实数极点，则时间响应一定是单调的；若闭环极点均为复数极点，则时间响应一般是振荡的

　　3. 如果实数极点距离虚轴最近，且附近无实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值

　　4. 零点会减小系统阻尼，使峰值时间提前，超调量变大；而极点会增大系统阻尼，使峰值时间滞后，超调量变小

　　5。偶极子为一对相距很近的闭环零极点，远离原点的偶极子，对系统影响很小，可以忽略

　　1.幅相频率特性曲线，又称辐相曲线或极坐标图（Nquist），横坐标为开环频率特性的实部，纵坐标为虚部，辐相频率特性曲线的特点是把w看成参变量，将频率的幅频和相频同时表现在复平面上

　　2.对数频率特性曲线（伯德图），由对数幅频特性曲线，对数相频特性曲线两幅图组成。对数幅频特性曲线的纵坐标表示对数幅频特性的函数值L(w)=20lgA(w),单位是分贝，记作dB;对数相频特性曲线的纵坐标为\varphi(w),单位为°。

　　为穿越频率开环对数频率特性曲线.开环传递函数典型环节分解并确定一阶环节、二阶环节的交接频率

　　包围的次数为R（R0逆时针，R0顺时针），则闭环系统在右半平面的极点数为：Z=P-R,若Z=0，则系统稳定。可分为两种情况：

　　1.若系统开环稳定，则闭环稳定的充要条件是开环辐相曲线.若系统开环不稳定（在s右半平面有P个开环极点），则系统闭环稳定的充要条件是开环辐相曲线.对数频率稳定判据

　　对于闭环稳定系统，如果系统开环相频特性再滞后\gamma度，则系统将处于临界稳定状态

　　1.稳定裕度的定义只适用于最小相位xi系统2.稳定裕度可以作为频域性能指标使用，可以用于系统分析，也可以用于系统设计指标3.单纯的幅值裕度或相角裕度均不能完全说明系统的相对稳定性，需要同时对这两个量进行讨论线性系统的校正方法系统的设计与校正问题

　　串联校正比较简单，易于对信号进行各种形式的变换，一般安置在前向通道中能量较低的部位，但需注意负载效应的影响。常用的串联校正装置有超前校正，滞后校正和滞后超前校正>

　　反馈校正

　　反馈校正信号从高功率点向低功率点传递，一般不需附加放大器，还可以抑制FB体育 FB体育平台参数波动及非线性因素对系统性能的影响，元件数也往往较少

　　特点：只变幅值，不变相位，可减小系统的稳态误差但会降低系统的稳定性能，一般不单独使用

　　PD控制具有超前调节的作用，能反映输入信FB体育 FB体育平台号的变化趋势，产生早期的有效校正信号，增大阻尼，改善系统稳定性

　　有利于稳态性能的提高；相当于在原点处加了一个开环极点，引入90°相位滞后，对系统稳FB体育 FB体育平台定性不利，一般不单独使用

　　用于串联校正时，在原点处加了一个开环极点 ，同时也在-\frac{1}{T_{i}}处加了开环零点，这样有利于提高系统的型别，改善稳态性能