自动控制原理超调量计算公式

自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2、被控制量：在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。

3、控制量：作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。

4、扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。

5、反馈：通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。

反送到输入端的信号称为反馈信号。

6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。

7、负反馈控制原理：检测偏差用以消除偏差。

将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。

然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。

8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。

9、开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。

10、闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。

主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。

11、控制系统的性能指标主要表现在：（1）、稳定性：系统的工作基础。

（2）、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。

（3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。

12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。

第二章1、控制系统的数学模型有：微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。

2、传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。

对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。

4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。

词汇第一章自动控制 ( Automatic Control) ：是指在没有人直接参与的条件下，利用控制装置使被控对象的某些物理量（或状态）自动地按照预定的规律去运行。

开环控制 ( open loop control )：开环控制是最简单的一种控制方式。

它的特点是，按照控制信息传递的路径，控制量与被控制量之间只有前向通路而没有反馈通路。

也就是说，控制作用的传递路径不是闭合的，故称为开环。

闭环控制 ( closed loop control) ：凡是将系统的输出量反送至输入端，对系统的控制作用产生直接的影响，都称为闭环控制系统或反馈控制 Feedback Control 系统。

这种自成循环的控制作用，使信息的传递路径形成了一个闭合的环路，故称为闭环。

复合控制 ( compound control ）：是开、闭环控制相结合的一种控制方式。

被控对象：指需要给以控制的机器、设备或生产过程。

被控对象是控制系统的主体，例如火箭、锅炉、机器人、电冰箱等。

控制装置则指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变换部件、放大部件和执行装置。

被控量 (controlled variable ) ：指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理量。

被控量又称输出量、输出信号。

给定值 (set value ) ：是作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。

给定值又称输入信号、输入指令、参考输入。

干扰 (disturbance) ：除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰。

干扰又称扰动。

第二章数学模型 (mathematical model) ：是描述系统内部物理量（或变量）之间动态关系的数学表达式。

传递函数 ( transfer function) ：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为传递函数。

零点极点 (z ero and pole) ：分子多项式的零点（分子多项式的根）称为传递函数的零点；分母多项式的零点（分母多项式的根）称为传递函数的极点。

超调量范围全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：超调量范围是控制系统工程中一个重要的概念，它在系统设计和分析中起着至关重要的作用。

超调量在控制系统中通常用来描述系统的稳定性和性能，其大小会直接影响系统的响应速度和稳定性。

在这篇文章中，我们将深入探讨超调量范围的定义、计算方法以及其在工程实践中的应用。

一、超调量范围的定义超调量范围是指系统在调节过程中超过设定值的最大偏差，通常用百分比来表示。

在控制系统中，超调是指输出信号在达到设定值之后，短暂地超过设定值的现象。

超调量范围是对系统超调程度的一个量化指标，它可以用来评估系统的响应速度和稳定性。

超调量范围通常用以下公式来表示：\[ \%OS = \frac{Max-SP}{SP} \times 100\%\]\%OS 表示超调量范围，Max表示系统输出的最大值，SP表示设定值。

超调量范围越大，系统的超调程度越高，响应速度越快。

在实际工程中，超调量范围的计算通常需要通过实验或仿真来完成。

在控制系统中，通常会通过改变控制参数或系统结构来调节系统的超调量范围。

通过实验或仿真，可以得到系统的输出响应曲线，从而计算出超调量范围。

计算超调量范围的方法一般有两种：一种是通过实验测量系统的输出响应曲线，然后根据公式计算出超调量范围；另一种是通过数学建模和仿真分析，计算出系统的超调量范围。

无论采用哪种方法，都需要仔细地分析系统的响应特性，确定系统的超调量范围。

超调量范围还可以用来优化系统的控制策略，提高系统的响应速度和稳定性。

通过控制系统的超调量范围，可以更好地控制系统的输出性能，提高系统的工作效率。

四、结论超调量范围是控制系统工程中一个重要的概念，它可以用来评估系统的稳定性和性能。

在系统设计和分析中，超调量范围可以帮助工程师设计出更优秀的控制系统，提高系统的响应速度和稳定性。

通过计算和优化系统的超调量范围，可以提高系统的工作效率，满足系统的性能要求。

掌握超调量范围的计算方法和应用是每个控制工程师必备的技能。

误差传递函数：()()()()()()s H s G s G s R s E s e 2111+==Φ 欠阻尼典型二阶系统的时间常数：()12122++=TS S T s G ζ=2222nn n S S ωζωω++ 超调量%100%21⨯=--ζζπσe P 超调时间dp t ωπ=，21ζωω-=n d 上升时间dr t ωϕπ-=，ζϕarccos = 调节时间⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∆=∆=5,32,4nns t ζωζω分别对应：阶跃信号 斜坡信号 抛物线信号 根轨迹：1：起于开环极点，终于开环零点2：分支数为极点数n ，零点数m 的大者3：渐近线：实轴夹角()mn k a -+=πϕ12 交点mn zp mi jn i i a--=∑∑==11σ4：实轴上的分布5：分离点：由∑∑==-=-ni inj j p d z d 1111确定d 分离角()l k π12+6：起始角：()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++∑∑==n j i j m j i j p p p z k 1112θϕπ 终止角：()⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+∑∑==n j i j m j i j z p z z k 1112θϕπ 7：虚轴交点：由()()[]01Re =+ωωj H j G 和()()[]01Im =+ωωj H j G 求得*K伯德图 T n /1=ω奈氏曲线()()（每一项模的乘积）lim lim ∞→∞→=ωωωωj H j G ()()（每一项模的乘积）lim lim 0→→=ωωωωj H j G ()()ωωωj H j G ∠∞→lim ()()ωωωj H j G ∠→lim 0用伯德图()ωϕ的范围确定 系统稳定0=+-=-+P N N Z截止频率c ω：()()c c j H j G ωω=1 相位穿越频率g ω：()()180-=∠g g j H j G ωω 相位裕度()()c c j H j G ωωγ∠+=0180 幅值裕度()()g g g j H j G K ωω1=或g K h lg 20=超前校正1：求K 画图 2：计算相位裕度γ'和幅值裕度h '、超前相角εγγϕ+'-''=∆，ε对应取值5~10，10~15，15~20的切线率-20，-40，-60 3：由mmm a ϕϕϕϕsi n 1si n 1,-+=∆=求得a 4：由()cG a ω'''=-lg 20lg 10解出m cωω='' 5：由Ta m 1=ω求得T 注：也可由第4步已知cω''求得a 和T 滞后校正1：求K 画图 2：计算截止频率'c ω相位裕度γ' 3：由()()c c cωϕωγγ'''+'''='' 其中()6-='''c c ωϕ ()()()c cc c j H j G ωωωγ''''∠+='''180 求得c ω'' 4：由()c G a ω'''=-lg 20lg 20求得a 再由caTω''=1.01求得T超前校正和滞后校正均应画出()S G 0、()S G 、()S G c 的伯德图，最后应验证是否满足题设条件。

自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2、被控制量:在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量.3、控制量:作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。

4、扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入.5、反馈:通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较.反送到输入端的信号称为反馈信号。

6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号.7、负反馈控制原理:检测偏差用以消除偏差。

将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号.然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。

8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制 .9、开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

10、闭环控制：控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用，而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。

11、控制系统的性能指标主要表现在：(1)、稳定性：系统的工作基础. （2)、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。

（3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。

12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。

第二章1、控制系统的数学模型有: 微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。

2、传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换,或化简系统的动态方框图.对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。

4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。