S71200运动控制学习资料
S71200调试经验：
前一段时间用了S71200，调试的过程中也出现过一些问题，特别是运动控制，而且网上这类资料很少，好在经过努力终于解决，想到各位朋友可能会需要，现将经验总结如下：
由于IO控制与200都差不多，1200的运动控制分以下步骤：
一：组态：
在PLC—工艺对象—组态
组态：就是设置运动控制的相关参数，比如选择那一个口（要在设备配置中选择启用）和什么指令方式（PTO/PWM），
先上面添加新对象，选择轴，
然后进入到组态页面，选择相应参数，基本参数中只需要选一个PTO控制对象，也就是上面创建的运动控制对象，
扩展参数中：启用输出栏必须填写，就是电机伺服ON接的输出点，如果是两个轴必须用两个点，不能共用，也不用在程序中对伺服ON做任何处理了，当你程序中执行MC-POWER 时伺服电机就会ON了，
如图所述内容，
限位的选择是要注意高电平和低电平，如果设错了会导致伺服不能动；动态就是加减速和最高速度不用我多说了吧，
回原点，主要是选择原点信号输入点，逼近方向及参考点开关，逼近方向很好理解，参考点开关，原则上是在减速运动的前方，这个是试出来的，我也说不太明白，
以上设置后，组态完成了，接下来要在程序中编写控控制程序了，
这个必须写，不然电机不能得电，
RESET也很有用，在电机撞到限位了，要先按一下复位才能向反方向运动，与其它的不一样，要注意
回原点，走绝对位置是必须要先回一下原点的，走相对位置是不用回原点，回原点方式，用四种，3和4用组态里的方式回原点，都可以，我只用过3，4没用过，
用来显示轴当前位置
自动控制原理题目参考复习资料
一、填空题 1 闭环控制系统又称为反馈控制系统。 2 一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 传递函数 相同。 3一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 时间常数T 。 4 控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的 偏移程度 有关。 5 对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。 6 一般讲系统的位置误差指输入是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。 7 超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的 相位 明显上升，从而具有较大的 稳定裕度。 8 二阶系统当共轭复数极点位于 +-45度 线上时，对应的阻尼比为0.707。 9 PID 调节中的“P ”指的是 比例 控制器。 10 若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ 远 越好。 11 在水箱水温控制系统中，受控对象为_水箱 ，被控量为_水温 。 12 自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为_ 开环控制方式 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为_ 闭环控制方式 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于_ 开环控制方式 。 13 稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统_ 稳定 _。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用_ 劳斯判据 _；在频域分析中采用_ 奈氏判据 _。 14、传递函数是指在_ 零 _初始条件下、线性定常控制系统的_ 输入拉式变换 _ 与_ 输出拉式变换 _之比。 15 设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为_ _，相频特性为 _-180-arctan （tw-Tw ）/1+tTw _。 16 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对 应时域性能指标_ 调整时间t _，它们反映了系统动态过程的_快速性 _。 17 复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 18 信号流图由节点___和___支路_组成。 19 二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为_（0，1）___。 20 两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 G 1(s)+ G 2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 21 PI 控制器是一种相位_比例积分___的校正装置。 22 最小相位系统是指 S 右半平面不存在系统的开环零点和开环极点 。 23对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：快速性____、_稳定性___和准确性。 24如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则在这两个极点间必定存在_一个分离点 _。
自动控制原理中和复习材料答案解析
《自动控制原理》综合复习资料 一、简答题 1、常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？ 解：分析法（机理建模法）、实验法（系统辨识）和综合法。 机理分析法：机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰 实验测试法：不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限 综合法：以上两种方法的结合通常是机理分析确定结构，实验测试法确定参数，发挥了各自的优点，克服了相应的缺点 2、常用改善二阶系统得措施有哪些，并对其简介？ 比例—微分控制；测速反馈控制； 解：比例—微分控制：系统同时受误差信号和误差微分信号的双重控制，可改善系统性能而不影响稳态误差； 测速反馈控制：将速度信号反馈到系统输入端，并与误差信号比较，可增大系统阻尼，改善系统动态性能 3、自动控制原理中，对线性控制系统进行分析的方法有哪些？ 解：时域分析法、根轨迹法、频率特性法 4、减小稳态误差的措施主要有？ 解：增大系统开环增益或扰动作用点前系统的前向通道增益；在系统的前向通道或主反馈通道设置串联校正环节；采用串级控制抑制内回路扰动 5、系统的性能指标有哪些？ 解：控制系统在典型输入信号作用下性能指标由动态性能指标和稳态性能指标组成； 系统动态性能指标有：延迟时间；上升时间；峰值时间；调节时间；超调量； 系统的稳态性能指标：稳态误差 6、判断线性定常系统稳定的方法有哪几种？ 解：劳斯判据；赫尔维茨判据；根轨迹法；频率稳定判据；柰氏判据 二、计算题 1、RC无源网络电路图如下图所示，试列写该系统的微分方程，并求传递函数Uc(s)/Ui(s)。
解：列写电路方程：?????+==+=+=2222111C C C C R C C C i u R i u i i i i u u u 其中，?? ? ? ? ????===t uC C C R t uC C d d C i R u i d d C i 222 111111 化简得： ()()i t ui t ui c t uc t uc u d d C R R C d d C R C R u d d C R C R R C d d C R C R +++=++++221122 2211222111222211 由拉氏变换得： 1 )(1 )()()()(2221112 2211221122211+++++++==s C R C R C R s C R C R s C R C R s C R C R s U s U s G i C 2、试简化下图所示系统方框图求其传递函数 解：由Mason 公式得 闭环传函? ? = Φ∑=n k k k P s 1 )( 由方框图得，系统只有一条前向通道，即1=n ，K +-+- =?∑∑∑3 2 1 1l l l 12211 H G G G l +-=∑，032===∑∑K l l 所以得 12211H G G G -+=? 11G P =，121H G =? 所以系统传递函数1 2211 21111)(H G G G H G G P s -+=??= Φ
自动控制原理复习资料——卢京潮版第二章
第二章：控制系统的数学模型 § 引言 ·系统数学模型－描述系统输入、输出及系统内部变量之间关系的数学表达式。 ·建模方法? ??实验法（辩识法）机理分析法 ·本章所讲的模型形式?? ?复域：传递函数 时域：微分方程 §控制系统时域数学模型 1、 线性元部件、系统微分方程的建立 （1）L-R-C 网络 11c c c r R u u u u L LC LC '''∴++= ── 2阶线性定常微分方程 （2）弹簧—阻尼器机械位移系统 分析A 、B 点受力情况 由 A 1A i 1x k )x x (k =- 解出01 2 i A x k k x x - = 代入B 等式：02001 2 i x k )x x k k x f(=-- &&& 得：()i 1021021x fk x k k x k k f &&=++ ── 一阶线性定常微分方程 （3）电枢控制式直流电动机 电枢回路：b a E i R u +?=┈克希霍夫 电枢及电势：m e b C E ω?=┈楞次 电磁力矩：i C M m m ?=┈安培
力矩方程：m m m m m M f J =+?ωω& ┈牛顿 变量关系：m m b a M E i u ω- --- 消去中间变量有： （4）X-Y 记录仪（不加内电路） 消去中间变量得： a m 321m 4321m u k k k k k k k k k T =++l l l &&&─二阶线性定常微分方程 即：a m m 321m m 4321m u T k k k k l T k k k k k l T 1l =++&&& 2、 线性系统特性──满足齐次性、可加性 ● 线性系统便于分析研究。 ● 在实际工程问题中，应尽量将问题化到线性系统范围内研究。 ● 非线性元部件微分方程的线性化。 例：某元件输入输出关系如下，导出在工作点0α处的线性化增量方程 解：在0αα=处线性化展开，只取线性项： 令 ()()0y -y y αα=? 得 αα??-=?00sin E y 3、 用拉氏变换解微分方程 a u l l l 222=++&&& （初条件为0） 复习拉普拉斯变换的有关内容
湖南大学自动控制原理复习总结(精辟)
自动控制理论（一）复习指南和要求【】
第二章 控制系统的数学模型复习指南与要点解析 要求： 根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数（方法不同，但同一系统两者结果必须相同） 一、控制系统3种模型，即时域模型----微分方程；※ 复域模型 ——传递函数；频域模型——频率特性。其中重点为传递函数。 系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比）和性质。 零初始条件下：如要求传递函数需拉氏变换，这句话必须的。 二、※※※结构图的等效变换和简化--- 实际上，也就是消去中间变量求取系统总传递函数的过程。 1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致（P45） 2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。其中： ※引出点前移在移动支路中乘以()G s 。（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可） 引出点后移在移动支路中乘以1/()G s 。 相加点前移在移动支路中乘以1/()G s 。 相加点后移在移动支路中乘以()G s 。 [注]：乘以或者除以()G s ，()G s 到底在系统中指什么，关键看引出点或者相加点在谁的前后移动。在谁的前后移动，()G s 就是谁。 例1: ) 解法 1: 1) 3()G s 前面的引出点后移到3()G s 的后面（注：这句话可不写，但是必须绘制出下面的结构图，) 2) 消除反馈连接
) 3) 消除反馈连接 4) 得出传递函数 123121232123()()()() ()1()()()()()()()()() G s G s G s C s R s G s G s H s G s G s H s G s G s G s =+++ [注]：可以不写你是怎么做的，但是相应的解套的那步结构图必须绘制出来。一般，考虑到考试时间限制，化简结构图只须在纸上绘制出2-3个简化的结构图步骤即可，最后给出传递函数 () () C s R s =。。。。） 解法 2: 1()G s 后面的相加点前移到1()G s 前面，并与原来左数第二个相加点交换位置，即可解套，自己试一下。 [注]：条条大路通罗马，但是其最终传递函数 () () C s R s =一定相同） [注]：※※※比较点和引出点相邻，一般不交换位置※※※，切忌，否则要引线） 三. ※※※应用信号流图与梅森公式求传递函数 梅森公式： ∑=??=n k k k P P 1 1 式中，P —总增益；n —前向通道总数；P k —第k 条前向通道增益； △—系统特征式，即Λ+-+-=?∑∑∑f e d c b a L L L L L L 1 Li —回路增益； ∑La —所有回路增益之和； ∑LbLc —所有两个不接触回路增益乘积之和； ∑LdLeLf —所有三个不接触回路增益乘积之和； △k —第k 条前向通道的余因子式，在△计算式中删除与第k 条前向通道接触的回路。 [注] ：一般给出的是结构图，若用梅森公式求传递函数，则必须先画出信号流图。 注意2：在应用梅森公式时，一定要注意不要漏项。前向通道总数不要少，各个回路不要漏。 例2: 已知系统的方框图如图所示 。试求闭环传递函数C (s )/R (s ) (提示：应用信号流图及梅森公式) 解1） [注]
自动控制原理总复习资料完美
第一章的概念 1、典型的反馈控制系统基本组成框图： 2、自动控制系统基本控制方式：(1)、反馈控制方式；(2)、开环控制方式；(3)、复合控制方式。 3、基本要求的提法：可以归结为稳定性、准确性和快速性。 第二章要求: 1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法； 2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质； 3、明确传递函数与微分方程之间的关系； 4、能熟练地进行结构图等效变换； 5、明确结构图与信号流图之间的关系； 6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数； 例1 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数: ) ( ) ( , ) ( ) ( 1 2 1 1 s R s C s R s C ， ) ( ) ( , ) ( ) ( 2 1 2 2 S R S C s R s C 。 4 3 2 1 3 2 1 1 2 4 3 2 1 1 1 1 1 ) ( ) ( , 1 ) ( ) ( ) ( G G G G G G G s R s C G G G G s G s R s C - - = - = 串连补偿 元件 放大 元件 执行元 件 被控对 象 反馈补偿元件 测量元件 输出量 主反馈 局部反馈 输入量 －－
例2 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数： ) () (,)()(,)()(,)()(s N S E s R s E s N s C s R s C 。 例3： 将上图汇总得到： U i (s ) U o (s ) U o (s U (s 2I C (s ) -1 -1 -1 1/R 1 1/C 1s 1/C 2s 1/R 2 1()i t 2()i t 1()u t ()c t () r t 1R 2R 1C 2C +_ +_ + _Ka 11C s 21C s 21 R 1R ()R s () C s 1() U s 1()U s 1() U s 1() I s 1()I s 2() I s 2() I s 2()I s () C s (b) (t) i R (t) u r(t)111 =-?-=(t)]dt i (t)[i C 1 (t)u 2111(t) i R c(t) (t)u 22 1 =-?=(t)dt i C 1c(t)22 + _ + _ + -11C s 2 1R 21C s 1 1R ()R s () C s (s)H(s)(s)G G 1(s)(s)G G R(s)C(s)2121+=(s)H(s)(s)G G 1(s)G -N(s)C(s) 212+=∑?=n K K P P 1
(完整版)自动控制原理知识点总结
@~@ 自动控制原理知识点总结 第一章 1.什么是自动控制？（填空） 自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。 2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空） 开环控制和闭环控制 3.开环控制和闭环控制的概念？ 开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系 特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。 闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。 主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。 掌握典型闭环控制系统的结构。开环控制和闭环控制各自的优缺点？ （分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。） 4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断） （1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力 （2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的 e来表征的 （3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值 ss 第二章 1.控制系统的数学模型有什么？（填空） 微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性 2.了解微分方程的建立？ （1）、确定系统的输入变量和输入变量 （2）、建立初始微分方程组。即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组 （3）、消除中间变量，将式子标准化。将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边 3.传递函数定义和性质？认真理解。（填空或选择）
自动控制原理知识点复习资料整理
自动控制原理知识点总结 第一章 1、自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。 2、被控制量：在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。 3、控制量：作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。 4、扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。 5、反馈：通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。 6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。 7、负反馈控制原理：检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。 8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。 9、开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。 10、闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。主要特点：抗扰动能
力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。 11、控制系统的性能指标主要表现在： （1）、稳定性：系统的工作基础。 （2）、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。 （3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。 12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。 第二章 1、控制系统的数学模型有：微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。 2、传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比 3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。 4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。对方框图进行变换和化简时要遵循等效原则：对任一环节进行变换时，
自动控制原理复习资料
∑??=i i i s s Q s H ) ()(1 )(第一章：1 闭环系统（或反馈系统）的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用 。2 典型闭环系统的功能框图。 自动控制 在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。 自动控制系统 由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统。 被控制量 在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。 控制量 作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。 扰动量 干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。 反馈 通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。 负反馈 反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。 负反馈控制原理 检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。 开环控制系统 系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。 闭环控制系统 凡是系统输出端与输入端存在反馈回路，即输出量对控制作用有直接影响的系统，叫作闭环控制系统。 自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。 复合控制系统 复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。它在闭环控制的基础上，用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道，用以提高系统的精度。 自动控制系统组成 闭环负反馈控制系统的典型结构如图1．2所示。组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 1．给定元件 给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号)，这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。给定元件通常不在闭环回路中。2．测量元件 测量元件也叫传感器，用于测量被控制量，产生与被控制量有一定函数关 系的信号。被控制量成比例或与其导数成比例的 信号。测量元件的精度直接影响控制系统的精度应使测量元件的精度高于系统的精度，还要有足够宽的频带。3．比较无件 用于比较控制量和反馈量并产生偏差信号。电桥、运算放大器可作为电信号的比较元件。有些比较元件与测量元件是结合在一起的，如测角位移的旋转变压器和自整 角机等。4．放大元件 对信号进行幅值或功率的 放大，以及信号形式的变换．如交流变直流的相敏整流或直流变交流的相敏调制。5．执行元件 用于操纵被控对象，如机械位移系统中的电动机、液压伺服马达、温度控制系统中的加热装置。执行元件的选择应具有足够大的功率和足够宽的频带。6．校正元件 用于改善系统的动态和稳态性能。根据被控对象特点和性能指标的要求而设计。校正元件串联在由偏差信号到被控制信号间的前向通道中的称为串联校正；校正元件在反馈回路中的称为反馈校正。7．被控对象 控制系统所要控制的对象，例如水箱水位控制系统中的水箱、房间温度控制系统中的房间、火炮随动系统中的火炮、电动机转速控制系统中电机所带的负载等。设计控制系统时，认为被控对象是不可改变的，它的输出即为控制系统的被控制量。8．能源元件 为控制系统提供能源的元件，在方框图中通常不画出。 对控制系统的基本要求1．稳定性 稳定性是系统正常工作的必要条件。2．准确性 要求过渡过程结束后，系统的稳态精度比较高，稳态误差比较小．或者对某种典型输入信号的稳态误差为零。3．快速性 系统的响应速度快、过渡过程时间短、超调量小。系统的稳定性足够好、频带足够宽，才可能实现快速性的要求。 第二章：1、建立系统的微分方程，绘制动态框图并求传递函数。3、传递函数 在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。传递函数的概念适用于线性定常单输入、单输出系统。求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。4、结构图的变换与化简 化简方框图是求传递函数的常用方法。对方框图进行变换和化简时要遵循等效原则：对任一环节进行变换时，变换前后该环节的输人量、输出量及其相互关系应保持不变。化简方框图的主要方法就是将串联环节、并联环节和基本反馈环节用一个等效环节代替。化简方框图的关键是解除交叉结构， 即移动分支点或相加点，使被简化的环节中不存在与外部直接相连的分支点和相加点。5、利用梅森(Mason)公式求传递函数。 )(s Q i 第i 条前向通路传递函数的乘积。?流图的特征式= 1 - 所有回路传递函数乘积之和+每两个互不接触回路传递函数乘 积之和-每三个 (1) ∑∑-+ b c c b a a L L L ..........条前向通路接触的回路 中处除去与第从余子式i ,??i 第三章：1、一阶系统对典型输入信号的输出响应。（单位）阶跃函数（Step function ）0,)(1≥t t ;（单位）斜坡函数（Ramp
自动控制原理总复习资料(完美)
总复习 第一章的概念 1、典型的反馈控制系统基本组成框图： 2、自动控制系统基本控制方式：(1)、反馈控制方式；(2)、开环控制方式；(3)、复合控制方式。 3、基本要求的提法：可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。 第二章要求: 1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法； 2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质； 3、明确传递函数与微分方程之间的关系； 4、能熟练地进行结构图等效变换； 5、明确结构图与信号流图之间的关系； 6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数； 例1 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数: )()(,)()(1211s R s C s R s C ，) () (,)()(2122S R S C s R s C 。
4 3213211243211111)() (,1)()()(G G G G G G G s R s C G G G G s G s R s C --= -= 例2 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数： ) () (,)()(,)()(,)()(s N S E s R s E s N s C s R s C 。 例
例4、一个控制系统动态结构图如下，试求系统的传递函数。 X r 5 214323 211)()(W W W W W W S X S X r c ++= 例5 如图RLC 电路，试列写网络传递函数 U c (s)/U r (s). 解: 零初始条件下取拉氏变换： 例6某一个控制系统的单位阶跃响应为：t t e e t C --+-=221)(，试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。 解：传递函数： )1)(2(2 3)(+++=s s s s G ，微分方程：)(2)(3)(2)(3)(2 2t r dt t dr t c dt t dc dt t c d +=++ 脉冲响应：t t e e t c 24)(--+-= 例7一个控制系统的单位脉冲响应为t t e e t C ---=24)(，试求系统的传递函数、微分方程、单位阶跃响应。 (t) )()() ()(2 2t u t u dt t du RC dt t u d LC r c c c =++11 )()()(2 ++==RCs LCs s U s U s G r c ) ()()()(2s U s U s RCsU s U LCs r c c c =++=?k K K P 1
《自动控制原理》复习资料
《自动控制原理》复习资料 教师：褚晓锐 副教授 1、 既有前向通路又有反馈通路的控制方式称为闭环（或反馈）控制。 2、 自动控制系统按照给定量的变化规律不同分为定值（或恒值）控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 3、 对控制系统的要求是稳、准、快。 4、 离散系统闭环传递函数为1 ()z z a Φ= -，则该系统稳定的充分必要条件是||1a < 。 5、 在二阶系统中引入比例-微分控制会使系统的阻尼系数增加。 6、已知单位反馈系统的开环传递函数50 ()(0.11)(5) G s s s s =++，则在斜坡信号作用下的稳 态误差为0.1。 7、 无源网络如下，求该网络的传递函数U o (s)/U i (s)。 解：111 11111111R C s R Z R C s R C s ′ ==++ 22 222211 R C s Z R C s C s +=+ = 22121211222 121212112212()()1 ()()1 o i U s Z R R C C s R C R C s U s Z Z R R C C s R C R C R C s +++==+++++ 8、 系统结构图如下，利用梅森公式求系统的传递函数C （s ）/R （s ）。
解： 一个前向通路：112341,1p G G G G =?=， 三个单独回路：123422343312341,,L G G G H L G G H L G G G G H =-=-=-，无互不接触回路。 1234234234312341 () ()1G G G G C s R s G G G H G G H G G G G H = +++ 9 已知单位反馈系统的开环传递函数为* ()()(2)(3) K G s H s s s s = ++，试绘制闭环系统的 根轨迹，并判断使系统稳定的*K 范围。 解：实轴上根轨迹为(-∞,-3)，（-2，0） （在图上标明也可以） 渐近线与实轴夹角为123(21)5,0,1,2,,,333k k p p p j j j p j += ====， 渐近线与实轴交点为023 1.673 s --= =- 根轨迹与虚轴交点用劳思判据（也可以用其它方法），闭环特征方程为 32*560s s s K +++= S 3 1 6 0 S 2 5 *K S 1 * 305 K - S 0 *K *2*30,50,K s K s =+== 求分离点：111 230.782 d d d d ++=++=-
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自动控制原理复习资料 一、填空题 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递 函数为()G s ，则G(s)为 G 1(s)+G 2(s) （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率n ω 比=ξ 0.7072=，该系统的特征方程为 2220s s ++= ，该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 1050.20.5s s s s +++ 。 二、选择题 1、采用负反馈形式连接后，则 ( D ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( C ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( A ) A 、 型别2 自动控制原理简答题 47、传递函数：传递函数是指在零初始条件下，系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。 48、系统校正：为了使系统达到我们的要求，给系统加入特定的环节，使系统达到我们的要求，这个过程叫系统校正。 49、主导极点：如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点，则它在响应中起主导作用称为主导极点。 51、状态转移矩阵：()At t e φ=，描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。 52、峰值时间：系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。 53、动态结构图：把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中，并把相应的输入输出信号分别以拉氏变换来表示从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。 54、根轨迹的渐近线：当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时，系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处，且它们交于实轴上的一点，这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。 55、脉冲传递函数：零初始条件下，输出离散时间信号的z 变换()C z 与输入离散信号的变换()R z 之比，即()()() C z G z R z =。 56、Nyquist 判据（或奈氏判据）：当ω由-∞变化到+∞时， Nyquist 曲线（极坐标图）逆时针包围（-1，j0）点的圈数N ，等于系统G(s)H(s)位于s 右半平面的极点数P ，即N=P ，则闭环系统稳定；否则（N ≠P ）闭环系统不稳定，且闭环系统位于s 右半平面的极点数Z 为：Z=∣P-N ∣ 57、程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数，系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，这样的自动控制系统称为程序控制系统。 58、稳态误差：对单位负反馈系统，当时间t 趋于无穷大时，系统对输入信号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值，称为稳态误差，它反映系统复现输入信号的（稳态）精度。 59、尼柯尔斯图（Nichocls 图）：将对数幅频特性和对数相频特性画在一个图上，即以（度）为线性分度的横轴，以 l(ω)=20lgA(ω)（db ）为线性分度的纵轴，以ω为参变量绘制的φ(ω) 曲线，称为对数幅相频率特性，或称作尼柯尔斯图（Nichols 图） 60、零阶保持器：零阶保持器是将离散信号恢复到相应的连续信号的环节，它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或外推）到下一采样时刻。 61、状态反馈设系统方程为,x Ax Bu y cx =+=&，若对状态方程的输入量u 取u r Kx =-，则称状态反馈控制。 四.简答题 62、常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？有以下三种： (1)机理分析法：机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰,(2)实验测试法：不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限,(3)以上两种方法的结合:通常是机理分析确定结构，实验测试法确定参数，发挥了各自的优点，克服了相应的缺点 63、PD 属于什么性质的校正？它具有什么特点？ 超前校正。可以提高系统的快速性，改善稳定性 64、幅值裕度，相位裕度各是如何定义的？ | )()(|1`g g g jw H jw G K = , 。180)()(-=∠g g jw H jw G 1|)()(| ),()(180)=∠+=c c c c c jw H jw G jw H jw G w 。（γ 65、典型的非线性特性有哪些？ 第二章：控制系统的数学模型 §2.1 引言 ·系统数学模型－描述系统输入、输出及系统内部变量之间关系的数学表达式。 ·建模方法???实验法（辩识法）机理分析法 ·本章所讲的模型形式???复域：传递函数时域：微分方程 §2.2控制系统时域数学模型 1、线性元部件、系统微分方程的建立 （1）L-R-C 网络 11c c c r R u u u u L LC LC '''∴++= ── 2阶线性定常微分方程 （2）弹簧—阻尼器机械位移系统 分析A 、B 点受力情况 由 A 1A i 1x k )x x (k =- 解出01 2 i A x k k x x - = 代入B 等式：02001 2 i x k )x x k k x f(=-- &&& 得：()i 1021021x fk x k k x k k f &&=++ ── 一阶线性定常微分方程 （3）电枢控制式直流电动机 电枢回路：b a E i R u +?=┈克希霍夫 电枢及电势：m e b C E ω?=┈楞次 电磁力矩：i C M m m ?=┈安培 力矩方程：m m m m m M f J =+?ωω& ┈牛顿 变量关系：m m b a M E i u ω- --- 消去中间变量有： （4）X-Y 记录仪（不加内电路） 消去中间变量得： a m 321m 4321m u k k k k k k k k k T =++l l l &&&─二阶线性定常微分方程 即：a m m 321m m 4321m u T k k k k l T k k k k k l T 1l =++&&& 2、线性系统特性──满足齐次性、可加性 线性系统便于分析研究。 在实际工程问题中，应尽量将问题化到线性系统范围内研究。 龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1a9743362.html, 如何画顺序控制的顺序功能图 作者：王艳美 来源：《读与写·教育教学版》2010年第06期 摘要:为了满足生产的需要,很多工业设备要求有顺序的动作,这在当下大力提倡职业学校技能教学中,有重点要求,在各级竞赛中,也是必有的一个项目。由于参赛和学习条件的限制,使PLC 编程语言和编程方式也不尽相同,如何能既简单清楚地理清顺序动作要求,又能满足各种设计需要呢?本文就这些问题,详细讲解了顺序功能图的特点和运用。 关键词:PLC顺序控制顺序功能图 中图分类号: G718文献标识码: C文章编号:1672-1578(2010)06-0191-02 随着针对职业教育的各级技能大赛轰轰烈烈的开展,专门为机电专业所设立的机电组装和 调试,是每年各级赛事上必不可少的一个项目,而且题目大多要求机械手或带传动按照要求完成一套规定的动作,实现一定功能即为顺序控制。顺序控制在日常生活和生产中有许多运用,其中有繁有简、相应的控制要求和适用场合也各不相同。例如:送料小车开始时停止在左侧限位开关处,当按下起动按钮时打开贮料斗的闸门开始装料,10S后关闭贮料斗的闸门,开始右行当碰到右侧限位时停下来卸料,5S后开始左行碰到左侧限位开关返回初始状态,停止运行。要求送料小车按要求运行,实现顺序动作。 上例是在生产中很常见而且非常简单的顺序控制,但是若用基本指令的经验编程法来编写 该程序,就需要用大量的中间单元来完成记忆、联锁和互锁等功能,由于需要考虑的因素很多,而它们往往又交织在一起,分析起来非常困难,很容易遗漏一些该考虑的问题,修改某一局部电路很困难,而且会对系统的其它部分产生意想不到的影响,因此,这种方法编制的梯形图修改很麻烦,有可能花了很长时间还得不到一个满意的结果。在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间 顺序,在生产过程中各个执行机构自动有秩序地进行,这就是顺序控制。初学者很容易接受,即使是有经验的工程师也会提高设计效率。程序的调试、修改和阅读也很方便。而上例中有非常明显的工艺顺序要求,完全符合顺序控制要求。而顺序控制中最有力的工具就是顺序功能图,它不涉及所描述的控制功能的具体技术,是一种通用技术语言,可以供进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用。它由步、有向连线、转换、转换条件和动作(或命令)组成。 在顺序控制的编制程序过程中,只要先完成了顺序功能图,其后是直接用顺序功能图还是梯形图去编程,是用三菱还是欧姆龙或者松下的语言编程,都可以很容易地把顺序功能图转换成你需要的形式,完成题目要求完成的动作要求。 1画顺序功能图的步骤 学习中心 姓 名 学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院 《自动控制原理》模拟试题一 一、简答题（共25分） 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。( 8分) 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。( 10分) 3、串联校正的特点及其分类？( 7分) 二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为) 42()(2++=s s s K s G K ，试确定使系 统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。( 15分) 三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。( 15分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20分） 1）写出系统开环传递函数； 2）利用相角裕度判断系统的稳定性； 3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。 五、设单位反馈系统的开环传递函数为 ) 1()(+= s s K s G 试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：（25分） （1）在单位斜坡输入下的稳态误差151 步进顺序控制和顺序功能图的介绍 在工业控制领域中，顺序控制系统应用很广，尤其在机械行业，基本上会利用顺序控制来实现加工的自动循环。那么今天就给大家讲解一下步进顺序控制和顺序功能图。 首先看一下，什么是步进顺序控制？对于流程作业的自动化控制系统而言，一般都包含若干个状态（也就是工序），当条件满足时，系统能够从一种状态转移到另一种状态，我们把这种控制叫做顺序控制。对应的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统。 我们可以采用顺序控制设计法进行程序设计，基本步骤如下： 1、步的划分 将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的状态，这些状态称为步，PLC中用状态继电器S来代表各个状态步。 2、转移条件的确定 使系统由当前状态步转入下一状态步的信号称为转移条件。转移条件可能是外部输入信号，如按钮、开关、限位开关，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点，转移条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。 3、顺序功能图的绘制 根据被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出顺序功能图。这也是顺序控制设计中最关键的一步骤。 4、梯形图的编写 根据顺序功能图，用STL指令编写梯形图程序。 刚才说到顺序功能图的绘制，那么什么是顺序功能图呢？顺序功能图，也叫状态转移图。它的组成包括步与动作、有向连线、转移与转移条件。当相邻两状态步之间的转移条件得到满足时，就实现状态的转移，即上一个状态步的动作结束，下一个状态步的动作开始。 我们看上面这个小车左行右行控制的顺序功能图，S0、S20、S21就是状态步，这些状态的输出就是驱动动作，状态步和状态步之间的箭头就是有向连线，跟箭头垂直的横线就是转移，在横线旁边标注的就是转移状态。比如说当前处于初始 第一章绪论 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答：1开环系统 (1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。 (2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给 定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说 明之。 解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非 线性，定常，时变）？ （1）22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2）()2()y t u t =+ （3）()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4）() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= （5）22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2() ()2() dy t y t u t dt +=自动控制原理简答题学习资料
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