卢京潮自动控制原理ppt_自动控制原理总结

自控好难TAT

参考资料：河海大学自动控制原理PPT

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自动控制原理

• 第一章 绪论
  • 1.1自动控制的发展历史
    • 分类经典控制理论、现代控制理论、智能控制（后者包含前者）
    • 经典控制理论
      • 方法:以传递函数为基础的频域法（线性）
      • 对象:单输入-单输出一类定常控制系统的分析与设计问题
      • 手段:图解
      • 特点:定性分析,这些理论由于其发展较早，现已日臻成熟（主要特点：用图形的方法定性分析闭环系统的稳定性及性能）
      • 目标：稳定和达到一定的性能
    • 现代控制理论
      • 方法:状态空间法为基础 ,最优化方法,卡尔曼滤波,动态规划,本质是时域法（线性、非线性）
      • 对象:研究多输入-多输出、时变、非线性一类控制系统的分析与设计问题（时变、非线性——人工智能）
      • 手段:计算机,现代数学
      • 特点:定量分析,系统具有高精度和高效能的特点
      • 目标：性能最优
  • 1.2 自动控制系统的基本控制方式
    • 开环控制系统
    • 反馈控制系统
    • 复合控制系统
  • 1.3 开环控制和闭环控制的优缺点
    • 开环控制系统：没有反馈，结构简单，但抗扰性差，控制精度低
    • 反馈控制系统：有反馈，抗扰性强，控制精度高，但结构复杂，易不稳定
    • 复合控制系统（按扰动/输入补偿+闭环控制）：补偿控制可更快地及时抑制可测扰动对输出的影响（对其他扰动没有抑制作用）；反馈控制可抑制一般扰动对输出的影响；两者的结合可改善抗扰性，提高控制精度；缺点是结构较复杂。
  • 1.4 对控制系统基本要求
    • 稳定（长期稳定性）
    • 快速（相对稳定性）
    • 准确（精度）
• 第二章 线性系统的数学模型
  • 2.1数学模型
    • 描述控制系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式，称为系统的数学模型
    • 建立：解析法或实验法
    • 典型表达方式：微分方程、传递函数、状态方程、频率特性
  • 2.2建立方法：
    • 简单系统数学模型建立方法：系统内部各物理量间的关系
    • 复杂系统数学模型建立方法及基本步骤：简单→复杂
  • 2.3方框图（结构图）变换：信号线、比较点、传递环节的方框和引出点
  • 2.4信号流图及Mason公式计算
    • 信号流图：信号流图是表示线性方程组变量间关系的一种图示方法
    • 节点、支路、输入支路、输出支路、源节点、汇节点(阱点)、混合节点、通道(路径)、前向通道（不能交叉）、闭通道(反馈通道或回环)、自回环、通道传输或通道增益、不接触回环
    • Mason公式
    • 方框图→信号流图
• 第三章 线性系统的时域分析法
  • 3.1时域分析法
    • 根据系统的微分方程/传递函数，以拉普拉斯变换作为数学工具，对给定输入信号求控制系统的时间响应
    • 特定输入→分析输出响应随时间变化的方法
  • 3.2系统的响应过程
    • 动态过程：系统在典型信号作用下，系统输出量从初始状态到最终状态的响应过程，又称过渡过程或瞬态过程
    • 稳态过程：系统在典型信号作用下，当时间 t 趋于无穷时，系统输出量的表现方式，又称稳态响应
  • 3.3三个特性
    • 3.3.1稳定性
      • 稳定性定义：若线性系统脉冲扰动的作用下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零（原平衡工作点），则称系统渐近稳定，简称稳定

• • • • 线性定常系统稳定的充要条件：闭环系统特征方程的所有根均具有负实部；或者说，闭环系统传递函数的所有极点均位于左半s平面
      • 赫尔维兹判据
      • 劳斯判据
    • 3.3.2瞬态性能
      • 定义：在零初始条件下，给系统一单位阶跃输入，其输出为单位阶跃响应，记为h(t)；将h(t)随时间变化状况作为指标，一般称为系统的动态性能指标
      • 动态性能指标：延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调（振荡衰减型，单调变化型）
      • 二阶欠阻尼性能指标计算

• • • • 一阶性能指标计算
    • 3.3.3稳态性能
      • 稳态误差：系统控制精度或抗扰动能力的一种度量，是指t→∞时，