自动控制原理课件-根轨迹详解

"自动控制原理课件，以胡寿松教授第五版教材为基础，结合PowerPoint和MATLAB，旨在辅助教学和学习。课件通过逐步揭示内容，方便理解和掌握自动控制的核心概念。" 本文将深入探讨根轨迹分析在自动控制系统中的应用，主要基于胡寿松教授的《自动控制原理》第五版。根轨迹法是一种分析线性时不变系统动态性能的重要工具，它揭示了系统闭环极点随系统参数变化的轨迹，有助于我们理解系统的稳定性、瞬态响应和频率特性。 首先，课件强调了串联并联反馈的特征以及相邻综合点与相邻引出点的等效变换，这是绘制根轨迹的基础。在讲解过程中，需要确保学生明白如何通过这些变换来简化系统结构，并理解它们对系统性能的影响。 接着，课件10至13重点介绍了梅逊公式在结构图上的直接应用，避免了先转换成信号流图的步骤，简化了计算过程。梅逊公式的应用能够直接求得系统的传递函数，对于理解和设计控制器至关重要。 在第三章内容中，课件17至30探讨了系统的稳态性能和时间响应。例如，误差带通常设置为稳态值的5%，阶跃响应的上升时间定义为首次达到稳态值的时间。此外，还讲解了如何求解性能指标如调节时间T及其与系统性能的关系。对于二阶无零点系统（课件21），强调了系统特征方程的分母s²项的系数，以及分子分母常数项相等的条件。 第四章内容（课件32至42）涉及根轨迹的绘制和分析。这里讲解了rltool工具的使用，讨论了开环极点数n与零点数m的不同关系对根轨迹形状的影响。课件34详细解释了模值条件和相角条件如何决定根轨迹的形状和位置，而课件35则强调了根轨迹绘制中的符号规则，如1+而非1-，以及系数为正的s因子。 最后，第五章内容（课件44至63）继续深化根轨迹分析，涵盖了180°根轨迹和零度根轨迹的模值方程和相角方程，这些都是分析系统稳定性边界和优化设计的关键。 这个自动控制原理的课件系列详细地阐述了根轨迹分析方法，通过实例和互动方式帮助学生理解控制系统的基本理论，是学习自动控制领域的重要参考资料。