自控系统的基本要求: 稳定性、快速性、准确性(P13)稳定性 是由系统结构和参数决定的,与外界因素无关,这是因为控制系统一般含有储能元件或者惯性元件,其储能元件的能量不能突变
因此系统收到扰动或者输入量时, 控制过程不会立即完成,有一定的延缓,这就使被控量恢复期望值或有输入量有一个时间过程,称为过渡过程
快速性 对过渡过程的形式和快慢提出要求,一般称为动态性能
准确性 过渡过程结束后,被控量达到的稳态值(即平衡状态)应与期望值一致
但由于系统结构,外作用形式及摩擦,间隙等非线性因素的影响,被控量的稳态值与期望值之间会有误差的存在,称为 稳态误差
选作典型外作用的函数应具备的条件:1)这种函数在现场或试验室中容易得到2)控制系统在这种函数作用下的性能应代表在实际工作条件下的性能
3)这种函数的数学表达式简单,便于理论计算
常用典型函数: 阶跃函数 ,幅值为 1 的阶跃称为单位阶跃函数斜坡函数脉冲函数 ,其强度通常用其面积表示,面积为1 的称为单位脉冲函数或δ 函数正弦函数 ,f(t)=Asin( ω t-φ ),A 角频率,ω 角频率,φ 初相角3
控制系统的数学模型是描述系统内部物理量(或变量)之间关系的数学表达式
(P21)静态数学模型:在静态条件下(即变量各阶导数为零),描述变量之间关系的 代数方程动态数学模型:描述变量各阶导数之间关系的微分方程建立数学模型的方法: 分析法 根据系统运动机理、物理规律列写运动方程实验法 人为给系统施加某种测试信号,记录其输出响应,并用合适的数学模型去逼近,也称为 系统辨识
时域 中的数学模型有:微分方程、差分方程、状态方程复域 中的数学模型有:传递函数、结构图频域 中的数学模型有:频率特性4
非线性微分方程的线性化:切线法或称为小偏差法(P27)小偏差法其实质是在一个很小的范围内,将非线性特性用一段直线来代替