控制系统的结构图是由许多对信号进行单向运算的方框和一些信号流向线组成的，它包含四种基本单元。引出点表示信号引出或测量的位置。显然，方框的输出量等于方框的输入量与传递函数的乘积，即Y=GX图2-9结构图的基本组成单元绘制系统结构图时，首先分别列写系统各环节的传递函数，并将它们用方框表示；然后，按照信号的传递方向用信号线依次将各方框连接起来便得到系统的结构图。图2-10二级RC网络①建立系统各元部件的微分方程。...
2023-06-28 理论教育
自动控制原理
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系统开环对数频率特性分析详细阅读
开环传递函数可分解为基本环节的串联形式，如式和式，在此基础上，系统的开环对数幅频特性和对数相频特性分别为表明开环系统对数频率特性表现为诸基本环节对数频率特性叠加这一简单的形式。在ωωmin频段，系统开环对数幅频特性渐近线表现为分段折线。系统开环对数幅频渐近特性曲线如图5-29所示。图5-29系统对数频率特性注意到此系统中有一个一阶微分环节，将使相角有正的位移偏向。...
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二阶系统的性能评估指标详细阅读
由以上讨论可知，当二阶系统单位阶跃响应处于不同类型时，其响应结果具有较大差别，那么系统的性能指标计算也有所不同。由于欠阻尼情况下的二阶系统经常会遇到，在控制工程中也是经常希望的工作状态，因此下面将主要对欠阻尼二阶系统的性能指标进行计算和分析。...
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闭环系统频率特性与暂态特性指标的关系分析详细阅读
以二阶系统为例，讨论闭环系统频率特性指标及其与暂态特性指标的关系。谐振峰值Mp是闭环系统幅频特性的最大值，如图5-59所示。图5-61闭环系统频率特性指标第3章已得出调节时间ts与系统特征参量之间的关系为将式和式同绘于图5-62，通过阻尼比ζ可以得到Mp与ts的关系。若以二阶系统为例，则谐振角频率ωp与振荡环节在0＜ζ＜0.707产生谐振峰值时的谐振角频率ωr相对应，即图5-62闭环频率特性和时域指标的关系频带宽ωb。...
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控制系统的多种校正方式详细阅读
根据校正装置在控制系统中的位置，控制系统的校正方式可以分为多种，其中最基本的有串联校正、局部反馈校正和复合校正。复合校正是在反馈控制回路之外加入前馈校正的一种校正方式。...
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提升二阶系统性能的方法探讨详细阅读
通过对二阶系统的分析可知，适当调整系统的阻尼比ζ和自然振荡频率ωn可以改善系统的动态性能，但是改善效果有限。图3-17二阶系统的微分负反馈控制系统的开环传递函数为系统的闭环传递函数为称ζk为等效阻尼比，即系统的误差传递函数为根据拉氏变换终值定理，可得由上可知，二阶系统在增加微分负反馈控制后，系统性能改善有以下3个方面。...
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信号流图与基本图形符号、名词术语相关的介绍详细阅读
信号流图中的基本图形符号有三种：节点、支路和支路增益。在信号流图中，常使用以下名词术语。它一般表示系统的输入量。图2-24控制系统的结构图与信号流图前向通路。起点和终点在同一节点，而且信号通过每一个节点不多于一次的闭合通路称为单独回路，简称回路。如果一信号流图有多个回路，而回路之间没有公共节点，这种回路叫不接触回路。在信号流图中可以有两个或两个以上不接触回路。...
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闭环系统脉冲传递函数优化方案详细阅读
例8-10 闭环离散控制系统如图8-17所示，求脉冲传递函数。图8-20例8-13系统的结构图解：连续系统的输出表达式为脉冲变换为变量置换得脉冲传递函数为...
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自激振荡的分析与计算详细阅读
对于稳定的自激振荡，其振幅和频率是确定的，并可以测量得到。例7-3 具有理想继电器特性非线性系统结构如图7-21所示，试确定其自激振荡的幅值和频率。而线性部分的频率特性为要计算系统的自振荡的振幅和频率，就是求取两条曲线的交点处的幅值A及ω。由图可知，两曲线有一个交点，且对应于该交点的自激振荡是稳定的。为消除自激振荡，继电器特性参数应如何调整。...
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非线性系统相平面分析：理论及方法详细阅读
应用线性系统相平面分析的方法和结论，绘出各区域的相轨迹。例7-8 设一阶非线性系统的微分方程为试确定系统有几个平衡状态，分析平衡状态的稳定性，并画出系统的相轨迹。图7-37系统相平面图例7-10 具有饱和非线性特性的控制系统如图7-38所示，试用相平面法分析系统的阶跃响应。...
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结构图的等效变换和简化法详细阅读
为了便于分析和计算，需要将结构图中的一些方框基于“等效”的概念进行重新排列和整理，使复杂的结构图得以简化。图2-13n个方框串联的等效变换2.环节的并联传递函数分别为G1与G2的并联连接，如图2-14所示。其等效传递函数等于该两个传递函数的代数和。表2-1结构图简化的基本规则续表下面举例说明结构图的等效变换和简化过程。图2-17例2-7系统的结构图的化简例2-8 设系统的结构图如图2-18所示，试对其进行简化，并求闭环传递函数。...
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开环放大系数对相位裕量的影响详细阅读
前面已知幅值穿越频率ωc和开环放大系数K有一定的关系，且和系统型数有关。同样，K值一定，ω1增大时，-40dB/dec的斜率线越远离ωc，对相位裕量的影响越小，所以相位裕量增大。图5-56γmax（ωc）与n之间的关系图可见，合适地选择ωc或K时，将取得最大的相位裕量。中频段的长度对相位裕量有很大影响，中频段越长，相位裕量越大。...
2023-06-28 理论教育
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闭环系统中的M圆、θ圆和尼氏图详细阅读
图5-63等M圆在M圆中，当M变为无穷大时，圆缩小为点。例如，当系统放大系数K=K1时，闭环系统将有谐振峰值Mp=M1，谐振角频率为ωp1。...
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局部反馈校正的基本原理简介详细阅读
局部反馈校正也称反馈校正，是将校正装置接于系统局部闭环的反馈通道之中，用以改善系统的控制性能。因此，通常采用工程近似计算的方法，即在具有局部反馈校正的情况下采用近似的闭环传递函数，以便于校正计算。如图6-16所示为具有局部反馈校正的反馈控制系统。图6-16具有局部反馈校正的反馈控制系统一般将满足式的频率范围称为被校正频段，满足式的频率范围称为不被校正频段。...
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线性连续控制系统策略的分析介绍详细阅读
，bm随时间变化时，系统为时变系统。线性连续控制系统按输入量的变化，又可分为恒值控制系统、随动控制系统及程序控制系统。因此，对于恒值控制系统的分析和设计，主要集中在研究扰动对系统的影响和抗扰动的措施。在恒值控制系统中，输入量可以随生产要求的变化而改变，要求一经整定后，被控量就应随之做出调整。在控制领域，如果被控量为机械位置或其导数，则通常称之为伺服系统。...
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非线性数学模型线性化方法详细阅读
在建立控制系统的数学模型时，常常会遇到非线性的问题。严格地说，实际物理元件或系统都是非线性的。这种线性化方法称为小偏差线性化方法。通过上述讨论，在非线性数学模型进行线性化时应注意以下几点。若非线性特性是不连续的，处处不能满足展开成为泰勒级数的条件，这时就不能进行线性化处理。这类非线性称为本质非线性，对于这类问题，要用非线性自动控制理论来解决。...
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