自动控制原理概念及定义

自控概念及定义1.开环控制的定义：若系统的被控制量对系统的控制作用没有影响，则此系统叫开环控制系统2.闭环控制的定义：凡是系统的被控制信号对控制作用有直接影响的系统都叫闭环控制系统3.恒值控制系统的定义：如果反馈控制系统的参考输入信号为常量则称这类反馈控制系统为恒值控制系统4.程序控制系统的定义：系统的参考输入信号按照一定的时间函数变化则称这类反馈控制系统为程序控制系统5.随动控制系统的定义：闭环控制系统中，如果参考输入信号为一任意时间函数，其变化规律无法预先予以确定，则承受这类输入信号的闭环控制系统叫做随动控制系统6.被控对象的定义：控制系统中被控制的设备或过程7.被控参数或输出量的定义：指被控对象中按一定规律变化的物理量，与输入信号间满足一定的函数关系8.扰动量的定义：所有妨碍控制量对被控量进行正常控制的因素称为扰动量9.控制量的定义：直接加到被控对象、直接改变被控量的变量，称为控制量10.反馈量的定义：由系统（或元件）输出端取出并反向送回系统（或元件）输入端的信号称为反馈量11.偏差量的定义：参考输入与主反馈信号之差12.控制器的定义：控制系统中除了被控对象外各个部分的组合13.负反馈控制基本原理：在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务，这就是负反馈控制的原理。14.前向通道的定义：在闭环控制系统中，从系统输入量到系统被控量之间的通道称为前向通道15.反馈通道的定义：在闭环控制系统中，从被控量到输入端的反馈信号之间的通道称为反馈通道16.对控制系统的基本要求：稳定，精确，迅速17.传递函数的定义：在初始条件为零时，线性定常系统或元件输出信号的拉氏变换式与输入信号的拉氏变换式之比称为该系统或元件的传递函数18.什么叫基本环节：一个复杂的控制系统分成的一个个小部分称为环节。从动态方程、传递函数和运动特性的角度看不宜再分的最小环节称为基本环节19.比例环节传递函数：G(s)=K20.惯性环节传递函数：G(s)=1/(Ts+1)21.积分环节传递函数：G(s)=1/s22.振荡环节传递函数：G(s)=1/(𝑇2𝑠2+2𝜉𝑇𝑠+1)=𝜔𝑛2/(𝑠2+2𝜉𝜔𝑛𝑠+𝜔𝑛2)23.纯微分环节传递函数：G(s)=s24.一阶微分环节传递函数:G(s)=τs+125.二阶微分传递函数：G(s)=𝜏2𝑠2+2𝜉𝜏𝑠+126.延迟环节传递函数：G(s)=𝑒−𝜏𝑠27.二阶系统五个性能指标：上升时间𝑡𝑟、峰值时间𝑡𝑝、最大超调量𝜎𝑝、过渡过程时间𝑡𝑠、振荡次数N28.闭环主导极点定义：假若距虚轴较远的闭环极点的实部与距虚轴最近的闭环极点的实部的比值大于或等于5，且在距虚轴最近的闭环极点附近不存在闭环零点。这个离虚轴最近的闭环极点将在系统的过渡过程中起主导作用，称之为闭环主导极点。29.控制系统稳定充要条件：系统特征方程式的根全部具有负实部30.劳斯判据必要条件：控制系统特征方程式的所有系数均为正值而且特征方程式不缺项31.劳斯判据的充分条件：劳斯阵列中第一列所有项均为正号32.系统稳态误差的定义:误差信号e(t)的稳态分量定义为系统的稳态误差，记为sse（t）33.误差与偏差的关系:E(s)=ε(t)H(s)34.位置误差系数的定义:pK=)(lim0sGs=G(0)35.速度误差系数的定义:vK=0limssG(s)36.加速度误差系数的定义:aK=0lims2sG(s)37.根轨迹的定义:控制系统特征方程式的根（闭环极点）随系统参数k的变化在[s]平面上行走的轨迹38.环节或系统频率特性的定义:对于传递函数G(s),令s=jw得到的G(jw)就是系统或元件的频率特性，它是输入信号频率w的复变量.系统或元件的的频率特性表示输入量为正弦信号时，其输出信号的稳态分量与输入信号的关系39.Niquist稳定判据的基本内容:若闭环系统的开环传递函数G(s)H(s)有P个正实部极点，则闭环系统稳定的充要条件是，当s按顺时针方向沿Niquist围线连续变化一周时，G(s)H(s)绘出的封闭曲线应当按逆时针方向包围（-1，j0)点P周40.相角裕度的定义:开环频率特性G(jw)H(jw)在剪切频率处所对应的相角与-之差，记为γ41.幅值裕度的定义:在相角交越频率𝜔𝑔，开环频率特性幅值的倒数，记为𝐾𝑔42.什么叫串联校正:若元件在前向通道，与不可变部分相串联，则称此种形式的校正为串联校正43.什么叫反馈校正:若校正元件在局部反馈回路，与不可变部分组成内反馈环，则称此种校正形式为反馈校正44.串联校正包括哪三种:超前校正，滞后校正，滞后-超前校正45.比例控制（P控制）的传递函数：C(s)/R(s)=𝐾𝑜𝐾𝑝/(𝑇𝑠+1+𝐾𝑜𝐾𝑝)=𝐾2/(𝑇2𝑠+1)46.比例+微分控制（PD控制）传递函数：𝐺𝐶(𝑆)=𝑀(𝑠)/𝜀(𝑠)=𝐾𝑝(1+𝜏𝑠)47.比例+积分控制（PI控制）传递函数：𝐺𝐶(𝑠)=𝑀(𝑠)𝜀(𝑠)=𝐾𝑝(1+1𝑇𝑖𝑠)=𝐾𝑝(1+𝑇𝑖𝑠)𝑇𝑖𝑠48.比例+积分+微分控制（PID控制）传递函数：𝐺𝐶(𝑠)=𝐾𝑝(𝜏1+1)(𝜏2+1)/𝑇𝑖𝑠49.微分控制的主要作用：提高控制精度50.积分控制的主要作用：提高系统类型数，从而改善控制系统稳态性能仅供参考