(完整版)自动控制原理重要公式
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A.阶跃函数 斜坡函数 抛物线函数 脉冲函数 正弦函数
B.典型环节的传递函数 比例环节 惯性环节(非周期环节) 积分环节
微分环节 二阶振荡环节(二阶惯性环节) 延迟环节 C.环节间的连接
串联
并联
反馈 开环传递函数=
前向通道传递函数=
负反馈闭环传递函数
正反馈闭环传递函数
D.梅逊增益公式
E.劳斯判据 劳斯表中第一列所有元素均大于零 s n a 0 a 2 a 4 a 6 …… s n-1 a 1 a 3 a 5 a 7 ……
s n-2 b 1 b 2 b 3 b 4 …… s n-3
c 1 c 2 c 3 c 4 …… … … …
s 2 f 1 f 2
s 1 g 1 s 0 h 1
,,,,,,14171313151212131117
16
03151402131201b b b a a c b b b a a c b b b a a c a a a a a b a a a a a b a a a a a b -=-=-=-=-=-=
劳斯表中某一行的第一个元素为零而该行其它元素不为零,ε→0; 劳斯表中某一行的元素全为零。P(s)=2s 4+6s 2-8。
F.赫尔维茨判据 特征方程式的所有系数均大于零。
⎩⎨⎧≥<=0
0)(t A t t r ⎩⎨⎧≥<=00
0)(t At t t r ⎪⎩⎪⎨⎧≥<=02100)(2t At t t r ⎪⎩⎪⎨⎧>≤≤<=εε
t t z A
t t r 0000)(⎩⎨
⎧≥<=0sin 00)(t t A t t r ωK
s R s C s G ==)()()(1
)()()(+==Ts K s R s C s G s
T s R s C s G i 1)()()(==s
T s R s C s G d ==)()()(222
2)(n n n
s s K s G ωζωω++=s
e s R s C s G τ-==)()
()()()()( )
()
()()()()()()()(211121s G s G s G s X s C s X s X s R s X s R s C s G n n =⋅==
-)()()( )()
()()()()()(2121s G s G s G s R s C s C s C s R s C s G n n +++=+++== )
()()()
(s H s G s E s B =)
()()
(s G s E s C =)()(1)
()()()(s H s G s G s R s C s +==Φ)
()(1)()()()(s H s G s G s R s C s -==Φ∆
∆=∑
k
k P T
G.误差传递函数
扰动信号的误差传递函数
H.静态误差系数
单位 输入形式 稳态误差e ss 0型 Ⅱ型 Ⅲ型 阶跃1(t) 1/1+Kp 0 0 斜坡t ·1(t) ∞ 1/Kv 0 加速度0.5t 2·1﹙t ﹚
∞ ∞ 1/Ka I.二阶系统的时域响应: 其闭环传递函数为 或 系统的特征方程为
2)(22
=++=n
n s s s D ωζω
特征根为
1
,221`-±-=ζωζωn n s
上升时间t r
其中 峰值时间t p
最大超调量M p
调整时间t s
a.误差带范围为 ±5%
b.误差带范围为± 2%
振荡次数N
J.频率特性:
还可表示为:G (jω)=p (ω)+jθ(ω) p (ω)——为G (jω)的实部,称为实频特性; θ(ω)——为G (jω)的虚部,称为虚频特性。 显然有:
K.典型环节频率特性: 1. 积分环节 积分环节的传递函数: 频率特性:
幅频特性: 相频特性: 对数幅频特性: 2. 惯性环节
惯性环节的传递函数: 频率特性:
幅频特性:
相频特性:
实频特性: 虚频特性: 对数幅频特性:
)
()()(ωωωj R j C R C j G ss =
=⋅⋅
⎪⎪⎪
⎭⎪⎪⎪⎬⎫
=+===)()()()()()()(sin )()()(cos )()(2
2ωωθωϕωθωωωϕωωθωϕωωp arctg
p A A A p s
s G 1
)(=2
11)(π
ω
ωωj e j j G -==ωω1
)(=A 2)(π
ωϕ-=ωωωlg 20)(lg 20)(-==A L 11)(+=Ts s G
T jarctg e T T j j G ωωωω⋅-+=+=2)(1111)(2222111T T j T ωωω+-+=2211)(T A ωω+=
T
arctg ωωϕ-=)(2211)(T p ωω+=
2
21)(T T ωω
ωθ+-=221lg 20)(lg 20)(T A L ωωω+-==2222)()(n n n
s s s R s C ωζωω++=1
21)()(2
2++=Ts s T s R s C ζ2
1ζωβ
πωβπ--=-=
n d r t ζζβ2
1-=arctg 2
1ζωπ
ωπ-==n d p t %1001exp )()()(2⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∞∞-=ζζπh h t h M p p n
s t ζω3
=
n
s t ζω4
=
π
ωωπ2/2s d d s d s t t T t N ===