自动控制原理公式
自动控制原理这门课的所有公式,准确点的
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A.阶跃函数
斜坡函数
抛物线函数
脉冲函数
正弦函数
B.典型环节的传递函数
比例环节
惯性环节(非周期环节)
积分环节
微分环节
二阶振荡环节(二阶惯性环节)
延迟环节
C.环节间的连接
串联
并联
反馈 开环传递函数=
前向通道传递函数=
负反馈闭环传递函数
正反馈闭环传递函数
D.梅逊增益公式
E.劳斯判据
劳斯表中第一列所有元素均大于零
sn a0 a2 a4 a6 ……
sn-1 a1 a3 a5 a7 ……
sn-2 b1 b2 b3 b4 ……
sn-3 c1 c2 c3 c4 ……
… … …
s2 f1 f2
s1 g1
s0 h1
劳斯表中某一行的第一个元素为零而该行其它元素不为零,ε→0;
劳斯表中某一行的元素全为零。P(s)=2s4+6s2-8。
F.赫尔维茨判据
特征方程式的所有系数均大于零。
G.误差传递函数
扰动信号的误差传递函数
H.静态误差系数
单位
输入形式
稳态误差ess
0型
Ⅱ型
Ⅲ型
阶跃1(t)
1/1+Kp
0
0
斜坡t·1(t)
∞
1/Kv
0
加速度0.5t2·1﹙t﹚
∞
∞
1/Ka
I.二阶系统的时域响应:
其闭环传递函数为
或
系统的特征方程为
特征根为
上升时间tr
其中
峰值时间tp
最大超调量Mp
调整时间ts
a.误差带范围为 ±5%
b.误差带范围为± 2%
振荡次数N
J.频率特性:
还可表示为:G(jω)=p(ω)+jθ(ω)
p(ω)——为G(jω)的实部,称为实频特性;
θ(ω)——为G(jω)的虚部,称为虚频特性。
显然有:
K.典型环节频率特性:
1. 积分环节
积分环节的传递函数:
频率特性:
幅频特性:
相频特性:
对数幅频特性:
2. 惯性环节
惯性环节的传递函数:
频率特性:
幅频特性:
相频特性:
实频特性:
虚频特性:
对数幅频特性:
对数相频特性:
3. 微分环节
纯微分环节的传递函数G(s)=s
频率特性:
幅频特性:
相频特性:
对数幅频特性:
4. 二阶振荡环节
二阶振荡环节的传递函数:
频率特性:
幅频特性:
相频特性:
实频特性:
虚频特性:
对数幅频特性:
5. 比例环节
比例环节的传递函数: G(s)=K
频率特性:
幅频特性:
相频特性:
对数幅频特性:
6. 滞后环节
滞后环节的传递函数:
式中 —— 滞后时间
频率特性:
幅频特性:
相频特性:
对数幅频特性:
L.增益裕量:
式中ωg满足下式∠G (jωg) H(jωg)= -180°
增益裕量用分贝数来表示:
Kg=-20lg|G(jωg)H(jωg)|dB
相角裕量:定义:使系统达到临界稳定状态,尚可增加的滞后相角 ,称为系统的相角裕度或相角裕量,表示为
M.由开环频率特性求取闭环频率特性
开环传递函数G(s),系统的闭环传递函数
系统的闭环频率特性
N.闭环频域性能指标与时域性能指标
的关系
二阶系统的闭环传递函数为
系统的闭环频率特性为
系统的闭环幅频特性为
系统的闭环相频特性为
二阶系统的超调量Mp
谐振峰值Mr
由此可看出,谐振峰值Mr仅与阻尼比ζ有关,超调量Mp也仅取决于阻尼比 ζ
谐振频率ωr 与峰值时间tp的关系
由此可看出,当 ζ为常数时,谐振频率 ωr与峰值时间tp成反比,ωr值愈大,tp愈小,表示系统时间响应愈快.
低频段对数幅频特性
自动控制的基本原理简介
在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器,设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期,是以反馈理论为基础的自动调节原理,主要用于工业控制,二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪,火炮定位系统,雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备,进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后,以形成完整的自动控制理论体系,这就是以传递函数为基础的经典控制理论,它主要研究单输入-单输出,线形定常数系统的分析和设计问题。
顶lsd
自控还分经典,和现代控制。
公式,要看;老师讲的重点。
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