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连续控制系统分析方法 线性控制系统分析与设计(第4版)

2018-07-09 来源:编辑

针对连续自动控制系统的常用分析方法有哪些

经典控制理论中,常用的分析方法有时域法、根轨迹法和频域法三种;非线性系统有相平面法和描述函数法。

线性控制系统分析与设计(第4版)

本书在内容上覆盖了经典控制理论和现代控制理论的基础部分。在对象上包括了连续控制系统和数字控制 系统,在方法上兼顾了频率响应法、根轨迹法和状态空间法,在论述中涉及到控制系统模型的建立、系统特性和性能的分析以及基于状态反馈和输出反馈的控制器的设计等基本部分。

1,Introduction

2,Writing system Equations

3,Solution of Differential Equations

4,Laplace Transform

5,System Representation

6,Control-system characteristics

7,Root Locus

8,Frequency Response

9,closed-loop tracking performance based

10,Root-Locuspensation:design

11,Frequency-Responsepensation design

12,control-Ratio modeling

13,Design:closed-Loop Pole-Zero Assignment

14,Parameter sensitivity and state space trajectories

15,Digital Control systems

16,Entire Eigenstructure Assinment for Multivariable systems

17,Design of Tracking systems using output Feedback

18,Quantitative Feeback Theory(QFT)Technique

国际知名大学原版教材信息技术学科与电气工程学科系列 (共33册), 这套丛书还有 《发电、运行与控制》,《现代控制工程》,《数字信号处理-基于计算机的方法》,《电磁场与电磁波》,《实时数字信号处理》 等。

自动控制原理的图书信息1

自动控制原理 第3版 书号: 33924 ISBN: 978-7-111-33924-3 作者: 孙炳达 印次: 3-2 责编: 贡克勤 开本: 16 字数: 404千字 定价: 34.0 所属丛书: 普通高等教育“十二五”规划教材 装订: 平 出版日期: 2011-08-03 前言

第一章自动控制系统的基本概念1

第一节自动控制的基本方式1

第二节闭环控制系统的基本组成4

第三节自动控制系统的分类6

第四节对控制系统的基本要求7

习题8

第二章线性连续系统的数学模型10

第一节天易娱乐登陆微分方程的编写10

?第二节非线性数学模型的线性化15

第三节传递函数18

第四节系统天易娱乐登陆结构图25

?第五节信号流程图34

第六节脉冲响应函数38

?第七节系统状态方程的描述38

习题46

第三章控制系统的时域分析法49

第一节典型输入信号和时域性能指标49

第二节一阶系统分析51

第三节二阶系统分析55

第四节高阶系统分析64

第五节稳定性分析及代数判据66

第六节稳态误差分析及计算70

习题78

第四章控制系统的根轨迹分析法82

第一节根轨迹的基本概念82

第二节绘制根轨迹的基本条件和

基本规则83

第三节系统根轨迹的绘制89

第四节参量根轨迹90

第五节系统性能的根轨迹分析92

习题95

第五章控制系统的频率特性分析法97

第一节频率特性的基本概念97

第二节频率特性的表示方法100

第三节典型环节的频率特性101

第四节系统开环频率特性绘制110

第五节用频率法分析系统的稳定性115

第六节用频率法分析系统的稳态性能122

第七节用开环频率特性分析系统的

天易娱乐登陆性能124

?第八节用闭环频率特性分析系统性能129

第九节传递函数的实验求取132

习题134

第六章频率法校正138

第一节频率法校正的基本概念138

第二节串联超前校正139

第三节串联滞后校正143

第四节相位滞后?超前校正146

?第五节期望串联校正151

?第六节并联校正154

第七节PID控制器158

习题160

第七章非线性系统分析162

第一节控制系统中的典型非线性特性162

第二节描述函数法164

第三节用描述函数法分析非线性系统169

第四节改善非线性系统性能的方法174

?第五节相平面分析法178

?第六节非线性系统的相平面分析183

习题186

第八章线性离散控制系统的

分析与综合188

第一节离散控制系统概述188

第二节连续信号的采样与复现189

第三节Z变换及Z反变换193

第四节线性离散系统的数学模型197

第五节离散控制系统稳定性分析202

第六节离散控制系统的稳态误差分析204

第七节离散控制系统的天易娱乐登陆性能分析207

第八节数字控制器的模拟化设计212

第九节数字控制器的离散化设计215

习题218

?第九章MATLAB在自动控制

原理中的应用220

第一节MATLAB软件界面220

第二节MATLAB程序基础222

第三节Simulink操作简介228

第四节线性控制系统仿真236

第五节非线性控制系统仿真247

第六节离散控制系统仿真249

习题251

附录253

附表?1常用函数拉普拉斯变换表253

附表?2拉普拉斯变换的主要定理254

附表?3常用Z变换表254

参考文献256 前言

第1章 自动控制的基本概念

第2章 控制系统数学模型的建立

第3章 时域分析法

第4章 根轨迹分析法

第5章 频域分析法

第6章 线性控制系统的校正

第7章 离散控制系统

第8章 非线性系统等

附录

参考文献 序

前言

第1章 概念

第2章 连续系统的数学模型

第3章 时域分析方法

第4章 频率法

第5章 PID控制工程设计方法

第6章 离散系统的分析方法

第7章 非线性系统的描述函数法

习题参考答案

参考文献

在控制系统的时域分析方法中,评价控制系统的性能指标通常有哪些

控制系统的时域响应及其性能指标

为了分析和评价线性控制系统时间响应的性能,需要首先研究线性控制系统在典型输入信号作用下的时间响应过程和性能指标。

3.1.1 时域响应

任何一个稳定的线性控制系统,在输入信号作用下的时间响应都由天易娱乐登陆响应(或瞬态响应、暂态响应)和稳态响应两部分组成。天易娱乐登陆响应描述了系统的天易娱乐登陆性能,而稳态响应反映了系统的稳态精度。两者都是线性控制系统的重要性能。因此,在对系统设计时必须同时给予满足。

1. 天易娱乐登陆响应

天易娱乐登陆响应又称瞬态响应或过渡过程,指系统在输入信号作用下,系统从初始状态到最终状态的响应过程。根据系统结构和参数选择情况,天易娱乐登陆响应表现为衰减、发散或等幅振荡几种形式。显然,一个实际运行的控制系统,其天易娱乐登陆响应必须是衰减的,也就是说,系统必须是稳定的。天易娱乐登陆响应除提供系统稳定性的信息外,还可以提供响应速度及阻尼情况等运动信息,这些运动信息用天易娱乐登陆性能来描述。

第3章 控制系统的时域分析

2. 稳态响应

如果一个线性系统是稳定的,那么从任何初始条件开始,经过一段时间就可以认为它的过渡过程已经结束,进入了与初始条件无关而仅由外作用决定的状态,即稳态响应。所以稳态响应是指当t趋于无穷大时系统的输出状态。稳态响应表征系统输出量最终复现输入量的程度,提供系统有关稳态误差的信息,用稳态性能来描述。

由此可见,线性控制系统在输入信号作用下的性能指标,通常由天易娱乐登陆性能和稳态性能两部分组成。

3.1.2 稳态性能指标

稳态性能指标是表征控制系统准确性的性能指标,是一项重要的技术指标,通常用稳态下输出量的期望值与实际值之间的差来衡量,称为稳态误差。如果这个差是常数,则称为静态误差,简称静误差或静差。稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量。在本章控制系统的稳态误差一节将详细讨论。

3.1.3 天易娱乐登陆性能指标

一个控制系统除了稳态控制精度要满足一定的要求以外,对控制信号的响应过程也要满足一定的要求,这些要求表现为天易娱乐登陆性能指标。

不稳定系统没有实用价值,因此不需要研究其天易娱乐登陆性能指标。

一般认为,阶跃输入对系统来说是最严峻的工作状态。如果系统在阶跃函数作用下的天易娱乐登陆性能满足要求,那么系统在其他形式的函数作用下,其天易娱乐登陆性能也是令人满意的。因此在大多数情况下,为了分析研究方便,最常采用的典型输入信号是单位阶跃函数,并在零初始条件下进行研究。也就是说,在输入信号加上之前,系统的输出量及其对时间的各阶导数均等于零。

描述稳定的系统在单位阶跃函数作用下,天易娱乐登陆过程随时间t的变化状况的指标称为天易娱乐登陆性能指标。线性控制系统在零初始条件和单位阶跃信号输入下的响应过程曲线称为系统的单位阶跃响应曲线。典型形状如图3.1所示。各项天易娱乐登陆性能指标也示于图中。

(1) 延迟时间td:指响应曲线第一次达到其稳态值一半所需的时间,记作td;

(2) 上升时间tr:指响应曲线首次从稳态值的10%过渡到90%所需的时间;对于有振

荡的系统,亦可定义为响应曲线从零首次达到稳态值所需的时间,记作tr。上升时间是系

统响应速度的一种度量。上升时间越短,响应速度越快;

(3) 峰值时间tp:指响应曲线第一次达到峰点的时间,记作tp;

(4) 调节时间ts:指响应曲线最后进入偏离稳态值的误差为±5%(也有取±2%)的范围

并且不再越出这个范围的时间,记作ts;

(5) 超调量σ%:对于图3.1所示的振荡性的响应过程,响应曲线第一次越过稳态值达到峰值时,越过部分的幅度与稳态值之比称为超调量,记作σ%,即

c?c(∞)σ%=max×1......余下全文>>

控制工程极点什么用

这是一本为工科高年级学生写的教科书,可以作为控制系统领域的首门课程的教材。本书详尽地论述了连续控制系统的分析和研究方法,包括常用时间函数的拉普拉斯变换和基本的拉普拉斯变换定理,天易娱乐登陆系统的数学模型,一阶和二阶系统的瞬态响应分析,工业自动控制器(如气动、液压、电子控制器)的基本控制作用,根轨迹分析,控制系统的频率响应分析,基本的和变形的PID控制,应用频率响应法进行设计和补偿的技术,控制系统的状态空间分析及可控性和可观测性,控制系统的状态空间分析法。书中所有计算方面的问题,都采用MATLAB求解。

自动控制原理的线性系统的时域分析法,根轨迹法和频域分析法比较他们的不同(原理,方法的不同)

时域分析是通过直接求解系统在典型输入信号作用下的时域响应来分析系统系能的。方法就是按一些公式求上升时间、最大超调量等参数来分郸系统,也可用劳斯判据。一般需要复杂的高阶微分方程运算。

根轨迹法是根据反馈控制系统开环和闭环传递函数之间的关系,由开环传递函数求闭环特征根。这种方法是用图解的方式表示特征根与系统参数的全部数值关系,适用于高阶系统,避免了复杂的运算。

频域法根据系统的频率特性间接地揭示系统的天易娱乐登陆特性和稳态特性,可以简单迅速地判断某些环节或者参数对系统的天易娱乐登陆特性和稳态特性的影响,并能指明改进系统的方向。与前两种方法相比,主要优点有不需要复杂运算、能对系统天易娱乐登陆性能作出分析。方法是奈氏稳定判据,作出奈氏图,根据曲线与(-1.0)点的关系,作出相应判断。

可参考自动控制原理教材,胡寿松的不错。

答得不完善,欢迎继续交流。

3-1 控制系统的时域如何定义?3-2 系统的天易娱乐登陆过程与系统的极点有什么对应关系

考试科目 839自动控制原理 考试形式 笔试(闭卷)考试时间 180分钟 考试总分 150分一、总体要求 主要考察学生掌握《自动控制原理》的基本知识,基本理论和基本技能的情况及其分析问题和解决问题的能力。二、内容 1. 控制系统的基本概念 自动控制系统的一般概念、自动控制系统的组成、理解对控制性能的基本要求 2. 控制系统的数学模型 微分方程式的建立与求解;传递函数;脉冲响应;方框图绘制与化简;信号流图;状态方程式;各种数学模型的相互转换 3. 时域分析 1)二阶系统的时域分析;天易娱乐登陆响应指标的求取;由天易娱乐登陆响应指标确定一、二阶系统模型参数 2)系统型别,开环放大增益,静态误差增益,根轨迹增益 3)主导极点、附加闭环零、极点的概念,高阶系统简化为二阶系统的条件 4)Routh稳定性判据;稳态误差 5)系统参数变化对系统稳定性,天易娱乐登陆性能,稳定性的影响分析 4. 根轨迹 1)180°根轨迹、0°根轨迹、参量根轨迹(广义根轨迹)的绘制 2)根据系统根轨迹分析系统的稳定性、稳态特性和天易娱乐登陆性能 5. 频域分析 1)频率特性的分析与计算 2)Nyquist图、Bode 图的绘制;由频率特性图求取系统传递函数 3)Nyquist稳定判据,包括对非最小相位系统和具有延迟环节系统的分析 4)稳定裕度的计算及分析 5)PID控制规律的组成及作用,PID应用的分析与计算 6)超前、滞后、滞后超前、反馈补偿(校正)方法的概念与分析 6. 非线性系统分析 1)非线性系统的特点,典型非线性环节 2)谐波线性化、描述函数定义及有关概念,非线性环节的等效变换 3)描述函数法分析非线性系统的稳定性 4)自持振荡(极限环)频率和幅值 5)相平面图的概念与利用相平面图对典型非线性系统进行分析 7. 离散控制系统 1)采样信号及采样系统、采样过程的数学描述、香农定理、零阶保持器 2)Z变换的物理意义及计算、s域与z域、w域变换 3)离散系统传递函数、离散系统时域分析 4)离散系统稳定性、离散系统稳态误差 8. 现代控制系统分析1)线性定常系统的状态空间表达式;状态空间表达式与传递函数、微分方程的互相转换 2)状态空间表达式的求解、系统传递函数矩阵、状态转移矩阵 3)线性定常系统的可控性、可观测性;可控标准形、可观标准形的实现 4)Lyapunov稳定性(连续系统与离散系统) 5)单输入单输出系统的综合方法(状态反馈、输出反馈与极点配置、全阶状态观测器设计和基于状态观测器的反馈控制)。三、题型及分值比例 分析计算题(150分)

在经典控制理论时期,分析和设计自动化控制系统的主要方法是什么?分别基于什么样的原理和思想方法?

分析自动控制系统在古典控制理论中分三部分:

一.线性 其中线性系统的分析有时域分析法 频域分析法 根轨迹分析法三种 二,非线性系统的分析 用描述函数和相平面图对其进行分析

三。离散系统的分析 基于Z变换来求取数学模型对其进行分析

控制系统的设计 主要从稳准快 三个方面来考虑 尽量满足用户要求来设计系统 比如给定扰动下设计无差 扰动输入下无差等 针对用户设计相应最佳系统来满足要求 在满足要求的同时 做到 各个稳定指标的最好 比如W钉 相角裕量 调节时间超调量 等等.

你的问题太广 一言难尽 你把题目在明确点 我看下能不能处理...

希望有点帮助 对你

什么是引信专业?

探测制导与控制技术专业

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那个才子能介绍几本关于自动控制的书,特点,越详细越好,谢谢

自动控制原理(第二版)普通高等教育“十一五”国家级规划教材作者: 田玉平 出 版 社: 科学出版社 内容简介本书系统地介绍了自动控制的基本理论。全书共8章。第1章介绍自动控制的一些基本概念;第2章介绍控制系统的输入—输出模型,包括系统运动方程、传递函数、频率特性函数、框图和信号流图等;第3章介绍控制系统的状态空间模型;第4章介绍控制系统的稳定性分析;第5章介绍控制系统的时域运动分析;第6章介绍系统校正方法;第7章介绍线性控制系统的状态空间分析与设计;第8章介绍非线性控制系统,主要是描述函数法和相平面法。本书的特色在于突破了传统的编排方式,以控制理论的三个主要任务— —系统建模、系统分析和系统综合校正——为主线,统一处理经典控制和现代控制、连续时间系统和离散时间系统、频域方法和时域方法。本书包含丰富的例题和习题,可作为高等院校电气信息类各专业以及非电类相关专业本科生的教材,也可供从事自动控制科研工作的专业工程技术人员自学和参考。 作者简介田玉平,东南大学自动控制系教授,博士生导师,长江学者计划特聘教授。1986年清华大学自动化系本科毕业,获学士学位;1991年莫斯科动力学院自动化与计算机技术系研究毕业,获前苏联自动控制专业哲学博士学位;1996年获俄罗斯技术科学博士学位。曾获全国第二届关肇直奖、第三届全球智能控制与自动化大会最佳理论论文奖和第七届霍英东教育基金。 目录前言第1章 绪论 1.1 引言 1.2 自动控制系统的构成 1.3 自动控制的基本原理 1.4 控制系统的分类 1.5 控制系统的性能和典型测试信号习题第2章 控制系统的输入一输出模型 2.1 引言 2.2 列写输入——输出运动方程 2.3 传递函数与系统框图 2.4 信号流图与梅森公式 2.5 频率特性函数 2.6 采样控制系统的数学描述 2.7 利用Matlab分析控制输入-输出模型习题第3章 控制系统的状态空间模型 3.1 状态与状态空间 3.2 状态方程和输出方程 3.3 状态空间模型与输入-输出模型之间的关系 3.4 利用状态空间模型求解线性空常系统 3.5 离散时间状态空间模型 3.6 利用Matlab分析状态空间模型习题第4章 控制系统的稳定性分析 4.1 稳定性的概念和定义 4.2 线性定常系统稳定的充分必要条件 4.3 系统稳定性的代数判据 4.4 根轨迹图及系统稳定性分析 4.5 奈奎斯特稳定性判据 4.6 李雅普诺夫稳定性分析 4.7 利用Matlab进行稳定性绘图分析习题第5章 控制系统的时域运动分析 5.1 控制系统的时域响应 5.2 控制系统瞬态性能分析 5.3 控制系统稳态性能分析 5.4 利用Matlab进行时域分析习题第6章 系统校正方法 6.1 引言 6.2 系统校正的根轨迹法 6.3 系统校正的频率特性法 6.4 基本控制规律分析 6.5 局部反馈校正 6.6 离散系统的数字校正习题第7章 线性控制系统的状态空间分析与设计第8章 非线性控制系统参考文献附录 Z变换 书摘插图第1章 绪论 1.4 控制系统的分类控制系统的分类方法很多,利用不同的控制方法构成的自动控制系统种类繁多,这里不准备一一列举,而只是根据自动控制的基本特性进行粗略划分。 1.4.1 恒值调节系统和随动系统恒值调节系统的输入信号是恒定的常量,系统的基本任务是在存在扰动的情况下,使被控制量保持在一个给定的期望值上。例如前面介绍的炉温控制系统、电压控制系统均是恒值调节系统。在恒值调节系统的设计中,应当考虑的主要问题是如何抑制各种能使系统输出量偏离常值的扰动。当然恒值......余下全文>>

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