天津大学 自动化自动控制原理 校内辅导班考研 讲义

天津大学自动控制理论本校辅导班 讲义

自动控制理论

第一章：绪论

一．

反馈控制原理 1．负反馈概念

典型系统框图

2．闭环系统

主要问题 1.稳定2.性能

3．开环控制

二.

控制系统的基本组成

三. 控制系统的分类

1．从系统实现目标上分 伺服系统， 恒值系统 2．从输入输出变量的个数分 SISO,MISO

1

3．从信号性质 连续， 离散，混合 4．数学描述 线性， 非线性

5．从控制方式上分

1．按偏差控制 2．复合控制

3．先进的控制策略

四．控制系统的基本要求

１． 稳定 ２． 静态指标

３． 动态指标

品质、性能

2

第二章：控制系统的数学模型

§1. 控制系统的微分方程描述

１）R—L—C电路

根据电路基本原理有: ??Ri?Ldidt?u

c?ur???i?cduc dt2

?Lcducdudt2?Rccdt?uc?ur

2）质量－弹簧－阻尼系统

由牛顿定律： ?F?ma

ky?fdyd2F?ydt?mdt2

?md2ydydt2?fdt?ky?F

3

3） 电动机：

电路方程： ur?Ea?La动力学方程： M?Mc?J

dia?Raia （１） dtd? （２） dt?Ea?kd? ( 3 ) ?

4 ) ?M?kdia (（４）?（２） 得：ia?（３）（５）?（１）得：

Jd?Mc? (5) kddtkdLaJd2?RaJd?LadMcRa??k??u?(?Mc) dr2kddtkddtRadtkdJRa?Tm 机电时间常数 2kdLa?Ta 电磁时间常数 Ra整理并定义两个时间常数

? 电机方程

d2?d?1TaTm2?Tm???ur?(........)

dtkddt如果忽略阻力矩 即Mc?0，方程右边只有电枢回路的控制量ur，则电机方程是一典型二阶方程

4

如果忽略Ta（Ta?0）电机方程就是一阶的

Td?mdt???1kur d

１．随动系统的例子：（图见教科书《自动控制原理》上册P20图2.11）

+-ψ 11φ 31210Ia4FD7589I+f-612

1）电位器组. up?kp(???) 2）放大器-发电机励磁

RfIf?LdIffdt?kaudIfp?Tfdt?Ikaf?Rup f3）发电机-电动机组

Ef?kgIf

TTd2?d?1amdt2?Tmdt???kEf

d4）传动机构??? d?dt?kt? 整理得：

TfTaTmd4?(Tf?Ta)d3?kdt4?kdt3?Tf?Tmd2?kdt2?1d?kdt????

5

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