读书笔记（控制系统设计指南第1，2章）

Posted 2020-09-01 青枫淡盏

一、知识要点记录

第一章 控制理论简介

1.2 控制系统

1.2.1 控制器：由控制率和功率变换器协同工作。

1.2.2 被控机器：由被控对象与反馈装置组成。

 

1.3 控制工程师：主要工作是负责系统集成与试运行，同时也应该参与控制器的选择。

 

第二章 频率域研究法

2.1 拉普拉斯变换

定义：

 

2.2 传递函数

2.2.1 拉普拉斯算子：作为一个复变量，定义为，本书中可简化为

2.2.2 线性化、时不变性与传递函数：

a. 均一性：对于均一性元件，输入正比例变化，输出会以同比例变化。

b. 叠加性：输入的线性叠加，会导致同样线性叠加的输出。

c. 时不变性：将输入延迟或提前时间t，则输出同样延迟或提前时间t。

 

2.3 传递函数举例

2.3.1 控制器单元的传递函数

a. 积分与微分；b. 滤波器；c. 补偿器；d. 延迟。

2.3.2 功率变换器的传递函数：功率变换器是控制律与被控对象的接口。变换器的传递函数决定于输送动力的装置。

 

2.4 框图

 

2.5 相位与增益

增益：用来测量输入与输出之间幅值的差异，单位为dB，定义为

相位：描述输入与输出之间的时间移动，定义为

2.5.1 传递函数的相位与增益

2.5.2 Bode图

 

2.6 性能测量

2.6.1 指令响应：用来量度一个系统如何迅速跟随指令信号。

2.6.2 稳定性：描述一个系统如何可预见的跟随一个指令信号。在时间域，对稳定性的测量用的最多的是阶跃响应，关键特征为超调量（响应的峰值对指令信号改变量的比值）。

2.6.3 与频率域对应的时间域：时间域与频率域的关联性是明显的。调节时间对应于带宽，超调对应于凸峰。