自控原理1復(fù)習(xí)單擊添加副標題匯報人：目錄01單擊添加目錄項標題03控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型05根軌跡法02自控原理概述04時域分析法06頻域分析法07控制系統(tǒng)校正與設(shè)計添加章節(jié)標題01自控原理概述02自動控制系統(tǒng)的基本概念添加標題控制器：根據(jù)輸入信號和設(shè)定值，產(chǎn)生控制信號添加標題自動控制系統(tǒng)：由控制器、執(zhí)行器、傳感器和被控對象組成的閉環(huán)系統(tǒng)添加標題傳感器：檢測被控對象的狀態(tài)，并將信息反饋給控制器添加標題執(zhí)行器：根據(jù)控制信號，改變被控對象的狀態(tài)2143添加標題反饋：將傳感器檢測到的信息反饋給控制器，實現(xiàn)閉環(huán)控制添加標題被控對象：需要控制的對象，如溫度、壓力、流量等添加標題自適應(yīng)控制：根據(jù)系統(tǒng)特性的變化，自動調(diào)整控制參數(shù)，實現(xiàn)最優(yōu)控制添加標題前饋：根據(jù)已知信息，提前調(diào)整控制信號，提高控制精度6587自動控制系統(tǒng)的分類開環(huán)控制系統(tǒng)：沒有反饋環(huán)節(jié)，輸出只取決于輸入閉環(huán)控制系統(tǒng)：有反饋環(huán)節(jié)，輸出不僅取決于輸入，還取決于反饋信號線性控制系統(tǒng)：系統(tǒng)輸入和輸出之間的關(guān)系是線性的非線性控制系統(tǒng)：系統(tǒng)輸入和輸出之間的關(guān)系是非線性的連續(xù)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入和輸出都是連續(xù)的離散控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入和輸出都是離散的單輸入單輸出系統(tǒng)：只有一個輸入和一個輸出多輸入多輸出系統(tǒng)：有多個輸入和多個輸出線性定常系統(tǒng)：系統(tǒng)是線性的，且參數(shù)不隨時間變化線性時變系統(tǒng)：系統(tǒng)是線性的，但參數(shù)隨時間變化非線性時變系統(tǒng)：系統(tǒng)是非線性的，且參數(shù)隨時間變化自動控制系統(tǒng)的基本要求快速性：系統(tǒng)對輸入信號的響應(yīng)速度應(yīng)盡可能快穩(wěn)定性：系統(tǒng)在受到擾動后能自動恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)準確性：系統(tǒng)輸出與設(shè)定值之間的誤差應(yīng)盡可能小魯棒性：系統(tǒng)對參數(shù)變化和外部干擾的適應(yīng)能力應(yīng)盡可能強控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型03控制系統(tǒng)微分方程控制系統(tǒng)微分方程的應(yīng)用實例微分方程的解及其穩(wěn)定性分析控制系統(tǒng)微分方程的建立方法微分方程的定義和性質(zhì)傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)性質(zhì)：線性、時不變、因果性傳遞函數(shù)應(yīng)用：系統(tǒng)分析、設(shè)計、仿真、控制傳遞函數(shù)定義：描述系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的數(shù)學(xué)表達式傳遞函數(shù)形式：輸入信號與輸出信號的拉氏變換之比方框圖與梅森公式添加標題添加標題添加標題添加標題梅森公式：用于求解線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，通過方框圖進行計算方框圖：描述控制系統(tǒng)的圖形表示方法，包括輸入、輸出、反饋等環(huán)節(jié)應(yīng)用：在控制系統(tǒng)設(shè)計中，通過方框圖和梅森公式進行系統(tǒng)分析和優(yōu)化注意事項：方框圖和梅森公式的使用需要具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和系統(tǒng)分析能力時域分析法04控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性定義：系統(tǒng)在受到擾動后能夠恢復(fù)到其原始狀態(tài)的能力穩(wěn)定性分類：穩(wěn)定、不穩(wěn)定、臨界穩(wěn)定穩(wěn)定性判據(jù)：李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)、勞斯穩(wěn)定性判據(jù)等穩(wěn)定性分析方法：時域分析法、頻域分析法、根軌跡法等控制系統(tǒng)動態(tài)性能分析控制系統(tǒng)動態(tài)性能分析的目的：了解控制系統(tǒng)的動態(tài)性能，如穩(wěn)定性、快速性、準確性等。時域分析法的基本概念：通過分析系統(tǒng)的輸入、輸出和狀態(tài)隨時間的變化，了解系統(tǒng)的動態(tài)性能。時域分析法的主要方法：階躍響應(yīng)分析、脈沖響應(yīng)分析、頻率響應(yīng)分析等。時域分析法的應(yīng)用：在控制系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試和優(yōu)化中，時域分析法是一種常用的方法?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析穩(wěn)態(tài)性能指標：穩(wěn)定性、快速性、準確性快速性分析：利用時間常數(shù)、頻率響應(yīng)等方法準確性分析：利用誤差分析、靈敏度分析等方法穩(wěn)定性分析：利用勞斯判據(jù)、奈奎斯特判據(jù)等方法根軌跡法05根軌跡法基本概念根軌跡法可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)誤差根軌跡法可以應(yīng)用于線性和非線性控制系統(tǒng)的分析根軌跡法是一種分析控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法根軌跡是描述系統(tǒng)特征方程的根在復(fù)平面上的軌跡根軌跡繪制方法確定根軌跡的起點和終點確定根軌跡的走向繪制根軌跡圖確定開環(huán)傳遞函數(shù)確定閉環(huán)傳遞函數(shù)確定根軌跡方程根軌跡分析法根軌跡法是一種分析控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法根軌跡法通過繪制根軌跡圖，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能根軌跡圖是系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的零點與實軸的交點根軌跡法可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)性能和參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響頻域分析法06頻率特性基本概念頻率特性：描述系統(tǒng)對不同頻率信號的響應(yīng)特性頻率響應(yīng)：系統(tǒng)對不同頻率信號的輸出與輸入之比頻率響應(yīng)函數(shù)：描述系統(tǒng)頻率響應(yīng)的函數(shù)頻率響應(yīng)曲線：頻率響應(yīng)函數(shù)的圖形表示頻率特性繪制方法頻率掃描法：通過改變輸入信號的頻率，觀察輸出信號的變化傅里葉變換法：將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，得到頻率特性拉普拉斯變換法：將時域信號轉(zhuǎn)換為復(fù)頻域信號，得到頻率特性頻譜分析法：通過分析信號的頻譜，得到頻率特性頻域分析法應(yīng)用故障診斷：分析系統(tǒng)故障的原因和位置，如振動分析、噪聲分析等控制系統(tǒng)分析：分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)性能等信號處理：處理信號的頻率成分，如濾波、頻譜分析等優(yōu)化設(shè)計：優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，如PID控制器參數(shù)整定等控制系統(tǒng)校正與設(shè)計07控制系統(tǒng)校正方法頻率響應(yīng)法：通過測量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能根軌跡法：通過分析系統(tǒng)的根軌跡，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能狀態(tài)空間法：通過分析系統(tǒng)的狀態(tài)空間，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能極點配置法：通過配置系統(tǒng)的極點，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能線性二次型最優(yōu)控制：通過求解線性二次型最優(yōu)控制問題，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能自適應(yīng)控制：通過自適應(yīng)算法，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能的優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與實例確定系統(tǒng)模型：建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，包括傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程等設(shè)計控制器：根據(jù)系統(tǒng)模型選擇合適的控制器類型，如PID控制器、LQR控制器等控制器參數(shù)調(diào)整：通過仿真或?qū)嶒炚{(diào)整控制器參數(shù)，使系統(tǒng)達到最佳性能控制系統(tǒng)仿真：使用仿真軟件對控制系統(tǒng)進行仿真，驗證控制器性能控制系統(tǒng)實現(xiàn)：將控制器實現(xiàn)在硬件或軟件中，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用控制系統(tǒng)優(yōu)化：根據(jù)實際應(yīng)用情況，對控制系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，提高系統(tǒng)性能控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計控制系