《自动控制原理》2004版(试看版).ppt

使用说明 自动控制原理网络版教案，以胡寿松教授主编的《自动控制原理》(第四版) 为基础，采用Powerpoint2000制作。内容包括：经典控制理论、现代控制理论和习题答案。 读者可通过“自动控制原理网络版”文件进入主界面选择各部分的章节学习。 二阶系统单位阶跃响应定性分析 根轨迹示例2 绘制零度根轨迹的基本法则 频率特性的概念 采样信号的频谱 根与相轨迹 线性系统的状态空间描述 例1.试求用电枢电压控制的他激电动机的状 态空间表达式。 解： 由电压定理： 由转矩平衡定律： 转动惯量， 粘性摩擦常数， 电磁转矩常数， 电势常数 令 例2. 一长度为l ，质量为m的单倒立摆，用铰 链安装在质量为M的小车上，小车受电机操 纵，在水平方向施加控制力u，相对参考坐系 产生位移x。要求建立该系统的状态空间表达 式。 设小车瞬时位置为 摆心瞬时位置为 在水平方向，由牛顿第二定律 即： 在垂直方向：惯性力矩与重力矩平衡 即: 则有： 联立求解： 消元后： 选取状态变量： 线性系统的极点配置 设原系统： 引入状态反馈： ＊求解状态反馈阵Ｋ的步骤： 验证原系统的能控性． 闭环系统特征方程： 希望的闭环系统的特征方程： 计算Ｋ　 原系统是能控标准型： 原系统不是能控型，比较　　与　　　 　　　　　　　　 写出闭环系统状态方程： 例1： 　　　要求通过状态反馈将闭环极点配置在 解： 能控标准型　　　能控． 　设 例2: 要求通过状态反馈将闭环极点设置在 解： 　　　 闭环系统的传递函数： 　　 (2) 设 * * 《经典控制理论》 部分网络教案 G2 H1 G1 G3 综合点移动 G1 G2 G3 H1 错！ G2 无用功 向同类移动 G1 R(s) C(s) L1= –G1 H1 L2= – G3 H3 L3= – G1G2G3H3H1 L4= – G4G3 L5 = – G1G2G3 L1L2= (–G1H1) (–G3H3) = G1G3H1H3 L1L4=(–G1H1)(–G4G3)=G1G3G4H1 G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H3(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) G3(s) 梅逊公式例R-C H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G4(s) H1(s) H3(s) G1(s) G2(s) G3(s) P2= G4G3 P1=G1G2G3 △1=1 △2=1+G1H1 C(s) R(s) =? 请你写出答案，行吗？ h(t) t 时间tr 上 升 峰值时间tp A B 超调量σ% = A B 100% 动态性能指标定义1 h(t) t 调节时间ts h(t) t 时间tr 上 升 峰值时间tp A B 超调量σ% = A B 100% 调节时间ts √ξ2 - 1 S1,2= -ξωn ± ωn S1,2= -ξωn -ωn = S1,2 = ±j ωn 0＜ξ＜1 ξ＝1 ξ＝0 ξ＞1 j 0 j 0 j 0 j 0 2 Φ(s)= s2+2ξωns+ωn2 ωn 2 - ±j √1-ξ2 ωn S1,2= ωn ξ h(t)= 1 T2 t T1 T2 1 e + T1 t T2 T1 1 e + h(t)= 1 -(1+ωnt) e-ω t n h(t)= 1 -cosωnt j 0 j 0 j 0 j 0