自动控制原理06第六章控制系统补偿与综合1
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自动控制原理第六版简介《自动控制原理第六版》是由XXX编写的一本介绍自动控制原理的教材。
本书以系统理论和控制工程为基础,深入浅出地介绍了自动控制的基本原理和方法。
本文档将对本书的主要内容进行概述并提供一些学习上的建议。
内容概述该教材共分为X个章节,涵盖了自动控制原理的基本概念、数学模型、传递函数、稳定性分析、校正器设计、PID控制器等内容。
下面将对每个章节的主要内容进行简要介绍。
第一章:概述本章主要介绍了自动控制的概念、分类和应用领域。
首先阐述了自动控制的基本定义和目标,接着介绍了控制系统的分类和基本组成部分。
最后,给出了一些自动控制在实际应用中的例子,为后续章节的学习打下基础。
第二章:数学模型数学模型是自动控制的基础,本章主要介绍了常见的数学模型,包括微分方程模型和传递函数模型。
讲解了如何根据实际问题建立相应的数学模型,并介绍了数学模型的重要性和应用。
第三章:传递函数与频率特性传递函数是描述控制系统的重要工具,本章重点介绍了传递函数的定义、性质和应用。
同时,对控制系统的频率特性进行了深入讲解,包括Bode图、幅频特性、相频特性等。
第四章:稳定性分析稳定性是自动控制系统设计的核心目标,本章主要介绍了稳定性分析的基本概念、判据和方法。
详细讲解了如何通过根轨迹法和Nyquist准则来确定系统的稳定性,并给出了稳定性分析实例。
第五章:校正器设计校正器是控制系统中用于改善系统性能的重要工具,本章主要介绍了校正器的设计原理和方法。
阐述了比例校正器、积分校正器和微分校正器的作用和设计步骤,并给出了校正器设计的实际应用案例。
第六章:比例-积分-微分控制器比例-积分-微分(PID)控制器是自动控制中最常用的控制器之一,本章重点介绍了PID控制器的原理和调节。
详细讲解了PID控制器的参数调节方法和实际应用技巧,并给出了PID控制器的设计与调节案例。
其他章节除了以上主要章节外,本书还包括了一些关于先进控制方法(如模糊控制和自适应控制)和多变量控制的内容。
第一章绪论1-1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答:1开环系统(1)优点:结构简单,成本低,工作稳定。
用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时,可得到满意的效果。
(2)缺点:不能自动调节被控量的偏差。
因此系统元器件参数变化,外来未知扰动存在时,控制精度差。
2 闭环系统⑴优点:不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值,都会产生控制作用去清除此偏差,所以控制精度较高。
它是一种按偏差调节的控制系统。
在实际中应用广泛。
⑵缺点:主要缺点是被控量可能出现波动,严重时系统无法工作。
1-2 什么叫反馈?为什么闭环控制系统常采用负反馈?试举例说明之。
解答:将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。
闭环控制系统常采用负反馈。
由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。
例如,一个温度控制系统通过热电阻(或热电偶)检测出当前炉子的温度,再与温度值相比较,去控制加热系统,以达到设定值。
1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型(线性,非线性,定常,时变)?(1)22()()()234()56() d y t dy t du ty t u t dt dt dt++=+(2)()2() y t u t=+(3)()()2()4() dy t du tt y t u t dt dt+=+(4)()2()()sin dy ty t u t t dtω+=(5)22()()()2()3() d y t dy ty t y t u t dt dt++=(6)2()()2() dy ty t u t dt+=(7)()()2()35()du ty t u t u t dtdt=++⎰解答:(1)线性定常(2)非线性定常(3)线性时变(4)线性时变(5)非线性定常(6)非线性定常(7)线性定常1-4 如图1-4是水位自动控制系统的示意图,图中Q1,Q2分别为进水流量和出水流量。
控制的目的是保持水位为一定的高度。
自动控制原理第六章控制系统的校正控制系统的校正是为了保证系统的输出能够准确地跟随参考信号变化而进行的。
它是控制系统运行稳定、可靠的基础,也是实现系统优化性能的重要步骤。
本章主要讨论控制系统的校正方法和常见的校正技术。
一、校正方法1.引导校正:引导校正是通过给系统输入一系列特定的信号,观察系统的输出响应,从而确定系统的参数。
最常用的引导校正方法是阶跃响应法和频率扫描法。
阶跃响应法:即给系统输入一个阶跃信号,观察系统输出的响应曲线。
通过观察输出曲线的形状和响应时间,可以确定系统的参数,如增益、时间常数等。
频率扫描法:即给系统输入一个频率不断变化的信号,观察系统的频率响应曲线。
通过观察响应曲线的峰值、带宽等参数,可以确定系统的参数,如增益、阻尼比等。
2.通用校正:通用校正是利用已知的校准装置,通过对系统进行全面的测试和调整,使系统能够输出符合要求的信号。
通用校正的步骤通常包括系统的全面测试、参数的调整和校准装置的校准。
二、校正技术1.PID控制器的校正PID控制器是最常用的控制器之一,它由比例、积分和微分三个部分组成。
PID控制器的校正主要包括参数的选择和调整。
参数选择:比例参数决定控制系统的响应速度和稳定性,积分参数决定系统对稳态误差的响应能力,微分参数决定系统对突变干扰的响应能力。
选择合适的参数可以使系统具有较好的稳定性和性能。
参数调整:通过参数调整,可以进一步改善系统的性能。
常见的参数调整方法有经验法、试错法和优化算法等。
2.校正装置的使用校正装置是进行控制系统校正的重要工具,常见的校正装置有标准电压源、标准电阻箱、标准电流源等。
标准电压源:用于产生已知精度的参考电压,可以用来校正控制系统的电压测量装置。
标准电阻箱:用于产生已知精度的电阻,可以用来校正控制系统的电流测量装置。
标准电流源:用于产生已知精度的电流,可以用来校正控制系统的电流测量装置。
校正装置的使用可以提高系统的测量精度和控制精度,保证系统的稳定性和可靠性。
第一章绪论1.开环、闭环系统的最主要区别是()。
A.反馈B.输入信号C.被控对象D.干扰参考答案:A2.下图所示系统属于()。
A.恒值控制系统B.开环系统C.程序控制系统D.随动系统参考答案:D3.系统采用负反馈形式连接后,则()。
A.一定能使闭环系统稳定B.系统动态性能一定会提高C.一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除D.需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能参考答案:D4.直接对对象进行操作的元件称为()。
A.B.C.D.参考答案:A2.下图所示电路的传递函数是()。
A.B.C.D.参考答案:A3.关于传递函数,错误的说法是()。
A传递函数只适用于线性定常系统;B传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响;C传递函数一般是为复变量s的真分式;D闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
参考答案:B4.适合应用传递函数描述的系统是()。
A.单输入,单输出的线性定常系统B.单输入,单输出的线性时变系统C.单输入,单输出的定常系统D.非线性系统参考答案:A5.某典型环节的传递函数是,则该环节是()。
A.积分环节B.比例环节C.微分环节D.惯性环节参考答案:A6.已知系统的单位脉冲响应函数是,则系统的传递函数是().A. B. C. D.参考答案:A7.梅逊公式主要用来()。
A.判断稳定性B.计算输入误差C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹参考答案:C8.某系统的传递函数是,则该可看成由()环节串联而成。
A.比例、延时B.惯性、导前C.惯性、延时D.惯性、比例参考答案:C9.在信号流图中,在支路上标明的是()。
A.输入B.引出点C.比较点D.传递函数参考答案:D10.在信号流图中,只有()不用节点表示。
A.输入B.输出C.比较点D.方块图单元参考答案:D11.线性系统(或元件)在初始条件为0时,输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比,称为该系统(或元件) 传递函数。
参考答案:√12.传递函数只适用于线性定常系统。