自动控制原理详解：时域分析方法

"控制系统的时域分析方法-自动控制原理全套课件-非常经典（王孝武，方敏）" 自动控制原理是研究自动控制系统行为和性能的理论，其中时域分析方法是理解控制系统动态特性的重要手段。本课件由王孝武和方敏教授编撰，旨在深入讲解控制系统的时域分析技术。课程内容涵盖了一系列关键概念和分析工具，如控制系统的结构图、闭环传递函数、动态指标、稳定性分析等。 1. 控制系统的结构图：这是分析系统的基础，它展示了系统中各个组成部分的连接方式，包括控制器、传感器、执行器和被控对象之间的关系。 2. 闭环传递函数：是描述系统动态响应的关键，通过它能分析系统对输入信号的响应特性。 3. 一阶系统标准式：简化控制系统模型，便于分析其上升时间、超调量和调节时间等动态性能指标。 4. 动态指标：如上升时间、超调量、调节时间和稳态误差，这些都是衡量系统性能的重要参数。 5. 代数判据：如Routh-Hurwitz判据，用于判断闭环特征方程的根是否都在复平面的左半平面，从而确定系统的稳定性。 6. 二阶系统标准式：进一步简化高阶系统的分析，关注自然振荡频率和阻尼比，影响系统的响应速度和稳定性。 7. 高阶系统：更复杂的系统模型，需要考虑多个主导极点对系统动态性能的影响。 8. 主导极点：对于多阶系统，主导极点决定了系统的主要动态特性。 9. 闭环特征方程：通过解特征方程来确定系统的闭环极点，进而分析系统稳定性。 10. 稳定性、参数稳定域：研究系统参数变化如何影响稳定性，确定允许的参数范围。 11. 误差传递函数：描述输入和输出之间的误差关系，有助于理解系统精度。 12. 动态误差系数：衡量系统在不同扰动下的动态误差特性。 13. 终值定理：在系统达到稳态时，输出的最终值与输入之间的关系。 14. 稳态误差：系统在长时间运行后，输出与期望值之间的差距。 15. 开环传递函数：反映系统在没有反馈时的输入与输出关系，用于分析系统的基本响应特性。 16. 扰动作用点之前的传递函数：考虑扰动信号如何影响系统前向通道的响应。 17. 典型输入作用下：如阶跃、脉冲、斜坡等输入信号，用于测试系统的不同动态响应。 18. 静态误差系数：在特定输入条件下，系统稳态误差与输入量的比例。 19. 典型输入作用下：分析系统对不同输入信号的静态和动态性能。 课程还引用了多本权威教材，如胡寿松的《自动控制理论》和绪方胜彦的《现代控制工程》，以及中央广播电视大学孙虎章主编的《自动控制原理》。授课教师平兆武在合肥工业大学电气与自动化工程学院自动化系任教，确保了课程的专业性和深度。 自动控制系统的设计和分析涉及多个组件的相互作用，如测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件和校正元件。这些元件共同构成自动控制系统原理框图，揭示了系统如何通过前向通道和反馈通道来实现期望的控制效果。了解这些基本概念和分析方法，对于理解和设计实际的自动控制系统至关重要。