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各章内容和要求

各章内容和要求. 第 1 章 内容. 自动控制系统的构成 反馈控制 顺馈控制 控制系统分类 典型测试信号. 基本要求. 对常见控制系统（ 简单机械系统、电路系统、电机控制系统、液位系统 ）能画出结构框图。 能区分系统中的 参考输入 和 扰动输入 。 能分析反馈控制系统、复合控制系统（含前馈）的控制原理，指出哪些 反馈控制 ，哪些是 前馈控制 。 能根据系统控制原理，正确标出系统（特别是电路部分）的 连接极性 （正、负）。. 某恒速控制系统原理如图所示。试回答下列问题： （ 1 ）简述系统的工作原理，指明哪部分是按偏差进行的反馈控制，哪部分是按扰动进行的顺馈控制。

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Presentation Transcript

  1. 各章内容和要求 第1章 内容 • 自动控制系统的构成 • 反馈控制 • 顺馈控制 • 控制系统分类 • 典型测试信号

  2. 基本要求 • 对常见控制系统（简单机械系统、电路系统、电机控制系统、液位系统）能画出结构框图。 • 能区分系统中的参考输入和扰动输入。 • 能分析反馈控制系统、复合控制系统（含前馈）的控制原理，指出哪些反馈控制，哪些是前馈控制。 • 能根据系统控制原理，正确标出系统（特别是电路部分）的连接极性（正、负）。

  3. 某恒速控制系统原理如图所示。试回答下列问题：某恒速控制系统原理如图所示。试回答下列问题： （1）简述系统的工作原理，指明哪部分是按偏差进行的反馈控制，哪部分是按扰动进行的顺馈控制。 （2）标出a,b之间、c,d之间、以及e,f之间电位差的正负极性。

  4. 第2章 内容和要求 • 运动方程 • 简单机械系统、 • 电路系统、 • 电机控制系统、 • 液位系统 • 传递函数 • 典型环节 • 系统连接 • 框图化简 • 信号流图和梅森公式 物理系统的运动方程 和（或）传递函数和框图 利用框图求传递函数

  5. 根据折线对数频率特性 求传递函数 • 频率特性 • 定义和含义 • 图示方法：Nyquist图和Bode图 • 典型环节的频率特性图 • 采样系统 • 采样和保持（零阶保持器） • 差分方程和脉冲传递函数 根据框图求脉冲传递函数 或输出的z变换 （在需要的情况下， z变换公式试卷会给出） 计算采样系统的开环 或闭环脉冲传递函数

  6. 在如图所示的装置中，设小车的位移为输入量，在如图所示的装置中，设小车的位移为输入量， 车上可以动物体 的位移 为输出量，求传递函数。 （轮子的滑动摩擦忽略不计）

  7. 第4章 内容和要求 • 稳定性的概念 • 输入-输出（模型）稳定性的条件 • 连续时间系统 • 离散时间系统

  8. 代数判据 • 劳斯-霍尔维茨判据 • 保证稳定性的参数范围 • 相对稳定性 • 离散时间系统稳定性判别 • 双线性变换 • 朱利判据 基本要求 • 熟练掌握劳斯判据 • 稳定与临界稳定及其判别 • 根据稳定性或相对稳定性要求确定参数范围 • 求采样系统的闭环特征方程并判断其稳定性

  9. 根轨迹 • 根轨迹的概念 • 幅角条件和幅值条件 • 根轨迹作图规则 基本要求 • 给出开环传递函数会作根轨迹图并做必要的计算 • 能利用根轨迹判断闭环系统稳定性 • 分析增加零、极点后根轨迹的变化（以及相应的稳定性、瞬态性能的变化）

  10. 奈奎斯特稳定性判据 • 奈奎斯特稳定性判据的应用（以Nyquist图为主） • 稳定裕度的概念及其计算 基本要求 • 给出开环传递函数会作Nyquist图并会求与实轴的交点 • 能利用Nyquist图判断闭环系统稳定性，右半平面极点数（有开环积分环节，时延系统） • 根据稳定性要求确定参数（开环增益）范围 • 会计算幅值稳定裕度和相角稳定裕度

  11. 第5章 范围 • 瞬态性能（快速性、平稳性） • 性能指标的定义 • 典型二阶系统的性能指标及其与参数（或极点位置）的关系 • 高阶系统的零极点对消、主导极点 基本要求 • 已知二阶系统开环传递函数或闭环传递函数，会计算瞬态性能（若需要，计算公式试卷会给出） • 已知瞬态性能指标，能计算二阶系统开环传递函数或确定主导极点位置

  12. 稳态性能 • 稳态误差的概念 • 用终值定理计算稳态误差的方法 • 各型系统对典型测试信号的稳态误差 • 静态误差系数 • 参考输入引起的稳态误差和扰动输入引起的稳态误差 基本要求 • 稳态误差和静态误差系数的计算

  13. 第6章 内容和要求 • 校正方式 • 串联校正 • 局部反馈 • 前馈 • 性能指标 • 频域指标 • 时域指标 了解几种不同的校正方式 主要频域指标与时域指标间的定性关系

  14. 根轨迹校正 • 频域校正 基本要求 从根轨迹和频率特性两方面理解超前、滞后、滞后-超前校正的作用

  15. PID控制 • 局部反馈校正 基本要求 知道P，I，PI，PD，PID控制的含义及其对系统瞬态和稳态性能的影响 从根轨迹和频率特性两方面理解局部反馈校正的作用

  16. 关于考试 • 闭卷，2小时 • 可带计算器 • 题型 • 选择题（20%） • 填空题（20%） • 简述体（30%） • 计算题（30%）

  17. 例如：选择题 1．系统带宽减小，则响应速度 （A） 变快 （B）变慢 （C） 不变 （D）不能确定 答案： （B）

  18. 2. 系统开环传递函数为 ， 则系统在输入信号 作用下的稳态误差为： 答案：(d) (a) 0.1； (b) 10； (c) 0.05； (d) 0

  19. 例如：填空题 系统开环传递函数为 ， 则系统频率特性在低频段（ ）渐近线的斜率为。 答案： －20dB/dec。

  20. 例如：简述题 开环系统的奈奎斯特曲线分别如图所示， 试判断各种情况下闭环系统的稳定性 ，若系统不稳定，指出闭环系统在右半s平面上的极点个数。 （a）不稳定，Z=2; (b)稳定 （c）不稳定，Z=2 ；(d)不稳定，Z=2.

  21. 例如：计算题 1. 某负反馈系统如下图，图中 的单位阶跃响应 为 。求系统的超调量和调节时间。

  22. 开环传递函数 闭环传递函数

  23. 2．如图为一简单的电压调节器，在发电机的输出端用一个电位器给出反馈电压kVo, 这里k是一个常数（k<<1）。该电位器的电阻足够大，以致可假设它吸收的电流可以忽略。放大器的增益Ka=20伏/伏，发电机的增益为50伏/安培（励磁电流），参考电压Vr=50伏。

  24. （1）画出当发电机共给一个负载电流时的系统方框图，并写出每个方框的传递函数。（1）画出当发电机共给一个负载电流时的系统方框图，并写出每个方框的传递函数。 （2）当开关S闭合，已知发电机空载端电压为250伏，求此时的k值。通过30安培的稳态负载电流时，引起端电压的变化是多少？恢复到250伏的发电机端电压，需要多大的参考电压？

  25. 0.1, -15V, 53V

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