《控制系统基础复习》课件

控制系统基础复习本课程将帮助大家复习控制系统的基本概念、信号与系统、传递函数与系统特性、时域分析、频域分析、控制系统设计、现代控制理论、控制系统的应用和优化控制系统的基本概念控制系统的定义控制系统是指通过测量和比较被控系统的实际输出和期望输出来调节被控环节的控制系统控制系统的组成控制系统主要由传感器、执行机构、控制器和被控对象组成信号与系统信号的分类1信号可以分为模拟信号和数字信号系统的分类2系统可以分为线性系统和非线性系统时域分析和频域分析3时域分析关注信号和系统的时间特性，频域分析则关注信号和系统在不同频率下的特性传递函数与系统特性传递函数的定义系统的零点与极点系统的稳定性传递函数是指输出与输入之间的比系统的零点是使传递函数为零的输一个控制系统是稳定的，当且仅当率关系，可以用来描述控制系统的入值，极点则是使传递函数无限大对于任何有限的输入，输出有限并动态特性或无限小的输入值最终收敛时域分析时域响应的分类1时域响应可以分为零状态响应和自由响应稳态误差2稳态误差是指在输入为恒定信号时，系统实际输出和期望输出之间的误差时域分析的方法3主要方法有步跃响应法、阶跃响应法和频率响应法频域分析奈奎斯特准则奈奎斯特准则是判断系统稳定性的重要工具波特图波特图是描述系统在频域内特性和参数的一个图形化工具频域设计频域设计方法可以将控制系统的性能规格通过频域能量的分布来表述，以实现自动控制控制系统设计反馈控制系统前馈控制系统控制PID反馈控制系统通过测量实际输出并前馈控制系统是通过预先知道扰动控制是控制系统中最常用的一PID与期望输出进行比较，计算误差并信号，并根据扰动信号的大小与方种反馈控制结构，包括比例、积分提供修正向提前作出调整和微分控制现代控制理论状态空间模型观测器设计控制器设计状态空间模型包括状态方程和观测器是根据系统输出来判断控制器设计是将系统稳态误差输出方程，是建模和仿真控制系统状态的一种方法，是现代和动态响应参数纳入考虑，进系统的重要工具控制理论中的重要内容行合理的控制器设计控制系统的应用电机控制系统1电机控制系统是自动化领域的一个重要方向，可以应用于工业生产、机械制造等众多领域温度控制系统2温度控制系统可以应用于医疗、空调、冷链物流等众多领域液位控制系统3液位控制系统可以应用于石油、化工、卫生等众多领域控制系统的优化控制系统优化目标多目标优化数学规划方法各种不同的控制系统优化目标包括多目标优化指在同时满足若干目标数学规划方法是通过建立数学模型，稳定性、响应时间、稳态误差和摆的前提下，寻求使得各目标指标达应用数学理论和方法来解决优化问幅等到最优的解决方案题。