机械工程控制基础-复习课件.ppt

1、l1.1 机械工程控制论的研究对象与任务l1.2 系统及其模型l1.3 反馈l1.4 系统的几种分类及对控制系统的基本要求l1.5 机械制造的发展与控制理论的应用l1.6 控制理论发展的简单回顾l1.7 本课程的特点与学习方法 l2.1系统的微分方程 l2.2传递函数 l2.3系统的传递函数方框图及其简化 l2.4反馈控制系统的传递函数 l2.5相似原理 复习 例1复习 例2复习 例3复习 例3复习 例3l 3.1 时间响应及其组成l 3.2 典型输入信号l 3.3 一阶系统l 3.4 二阶系统l 3.5 高阶系统的响应分析l 3.6 函数在时间响应中的作用 典型环节能推导有关的公式l二阶系统

2、的单位阶跃响应单位阶跃响应 )(11)(1 )(21 12X(s)10 (1)2222222n22ndnndnndndnnnssssjsjssssss时2222-2-1 1arctg cos 1sin )sin(1e-1 sine1cose-1x(t)nddtdtdttttnnn:.,)/(40.5,1.n解解性能指标性能指标试求系统的动态试求系统的动态信号时信号时入信号为单位阶跃入信号为单位阶跃当输当输秒秒弧度弧度其中其中二阶系统如图所示二阶系统如图所示例例%3.16%100%100 )(91.0t )(60.0t 46.35.0141 )(05.16025.015.0212222p46.3

3、1p46.305.11r22d5.05.011 eearctgarctgnnn秒秒秒秒弧弧度度)2(2nnss三计三计 算算 举举 例例0.02 )(118.114.3246.314.22tN 0.05 )(1865.014.3246.357.12tN 0.02 )(14.245.0ln4ln4t 0.05 )(57.145.0ln3ln3t ss5.01111s5.01111s2222 次次次次秒秒秒秒 ddnn.K ,1%3.16 c(t),2p之之值值及及内内反反馈馈系系数数益益试试确确定定前前置置放放大大器器的的增增秒秒峰峰值值时时间间和和调调量量有有超超具具阶阶跃跃响响应应要要求求该

4、该系系统统的的单单位位如如图图所所示示已已知知某某控控制制系系统统方方框框图图例例 pt)1(10 ssKs C(s)R(s)rad/s 3.63n 21pt 0.5%3.16%10021/p p )1(:得得又又得得由由及及参参数数计计算算出出二二阶阶系系统统和和由由已已知知解解nenpt 0.263 32.1 102 101n2 222s2R(s)C(s)(3)10)101(2s10KR(s)C(s),(2)KKnnsnnKs解得解得与标准形式比较与标准形式比较并化成标准形式并化成标准形式求闭环传递函数求闭环传递函数复习 稳态误差1)s(s2(s)G 10.2s5(s)G .1(t),f(

5、t)t,r(t),21 试计算系统的稳态误差信号扰动其中输入信号设控制系统如图所示例0.1(t)rcr(t)c(t)e 1(t)r ,)(-0.003C 0.11C 0.1C 0C 003.011.01.0 2.02.1100.2s1.2ss 11)()()(,0)(1):.10ssr.3210323232)1(212.05e 故又误差系数得误差传函令解ttrsssssssRsEssFSSSC(s)R(s)Y(s)F(s)G1(s)G2(s)-+)(s3.0|e|e ,1.0)2.0(1.0e -0.2f(t)c(t)1(t)f(t)026.002.02.0 1)()()(,0)(2)ssrs

6、sssrss02)1(212.05)1(2efssfssfssfSSSSSfeeeesssFsEssR取此在随动系统设计中常因方向是变化的有时作用到系统的扰动得扰动误差传函令l4.1 基本概念 l4.2频率特性的Nyquist图l4.3频率特性的Bode图l4.4系统的频域特征量l4.5最小相位系统与非最小相位系统典型环节的典型环节的典型环节的典型环节的典型环节的10.021G sss()()10.021G jjj()()21(0.02)1G j()1tg 0.022G j()150(Hz)0.020lim2G j()lim0G j()220.02111 0.021 1(0.02)(1 0.0

7、2)G jjjj()2000.02Re0.021(0.02)G j()2001Im(10.02)G j()复习 例如果求闭环系统？l5.1 系统稳定性的初步概念l5.2 Routh稳定判据l5.3 Nyquist稳定判据l5.4 Bode稳定判据l5.5 系统的相对稳定性复习 劳 斯 阵 列 c c b b b .cc s .b b b s .a a a a s .a a a a s 1315121213111761315412132112 13-n3212-n7-n5-n3-n1-n1-n6-n4-n2-nnn bbaabbbaabaaaaaaaaaaaaaaannnnnnnnnnnnnnn

8、nnnn复习 例2复习 复习 复习 复习 b)RRRTa RRRK R RRRRT 1Ts)1(K)()(RR(s)U-(s)U(s)U-(s)UR(s)U-(s)Us (s)U-(s)U(s)U RR)()(R(s)sU RRuRuRdtdu Ru-Ru-dtdu a)221212c1112121c01210I20I10I0Ic12121c121c201c1c2011c所示。特性如图（该无源超前网络的幅频令）（）（）（所式。路组成，如图（无源校正装置有阻容电CCssUsUCRCsURsUCIIICIIccccI1Ccu图(a)0uIu1R2R1I常用超前校正元件I1Ccu图(b)0uIu1R2R1I常用超前校正元件