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测控复习知识点


第一章 信号及信号分析
T 傅里叶级数展开式: 2 20 直接观察或记录 a0 ? T0 x(t ) dt ? 三角函数形式 ? 到的, T 0

a0 ? x(t ) ? ? ? (an cosn?0t ? bn sin n?0t ) 2 n?1
2 20 通过数学变换转 an ? T0 x(t ) cos n? 0tdt ? ? T0 2 换而来的,
以频率为独立变 T 量表示的信号 2 0
n 0 2 T0 ? 2 0

T

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

信号分类和描述 a x(t ) ? ? ? A cos(n? t ? ? ) b ? T ? x(t ) sin n? tdt 2 正变换 信号的 信号的 信号的时域分析 傅里叶变换: X (? ) ? 频域描述 x(t )e dt 时域描述 ? 逆变换 周期信号及其频域分析 1 傅里叶逆变换:x(t ) ? 2? ? X (? )e d? 非周期信号及其频域分析 ? jn? t ? x ( t ) ? C e n ? 0,?1,?2,? 随机信号及其分析 ? n
0 n ?1 n 0 n

以时间为独立变 ? 量表示的信号

2

?

? j?t

??

x(t) ? x(t ? nT0) ? ? ?x(t) ? ? A 0 ? t ? T0 / 2 ? ? ?? A ? T0 / 2 ? t ? 0 ?
A

4A ? ? 1 ? ? ? sin ? t ? ? ? n? ? 1 n ? 2? ? ?n , n ? 1,3,5 , ? T0 ?? x (t ) ?

j? t

A (? )

0

-T0/2

? jn ? t 2 C ? x ( t ) e dt 提示:求傅里叶级数展开式;绘制频谱图(单边、 T n ? ? T0 2 2 2
0 0

傅里叶级数展开式:复指数形式
n n n

?

-T0

0

T0/2

-A

n ? ??

T0

0

?0

3? 0

5? 0

7? 0

1

T0

C ? Re C ? Im C 双边);求傅里叶变换等
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? n ? arctan

ImCn Re Cn

2

第二章 测试装置的基本特性
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
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概述 测量装置的静态特性二阶系统的动态特性(伯德图); 测试环节的串联与并联 测量装置的动态特性 测试装置对任意输入的响应 实现不失真测试的条件 测量装置动态特性的测量 负载效应 测量装置的抗干扰

线性度; 灵敏度、鉴别力阈、分辨力; 传递函数; 回程误差(滞后误差); 频率响应函数(脉冲响应函数); 稳定度和漂移 一阶系统的动态特性(伯德图);

3

第二章 测试装置的基本特性
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
2016/5/20

概述 测量装置的静态特性 假定 A , t 都是常数,如果一个测试装 置,其输出和输入满足如下关系 测量装置的动态特性 y(t ) ? A0 x(t ? t 0 ) 测试装置对任意输入的响应 电 电 实现不失真测试的条件 磁 源 场 测量装置动态特性的测量 干 干 扰 负载效应 扰 测量装置的抗干扰
0 0

信 道 干 扰

测量系统

4

系统的传递函数 控制系统的数学模型 —传递函数

? 定义

X o ( s) bm s m ? bm?1s m?1 ? ? ? b1s ? b0 G( s) ? ? X i ( s) an s n ? an?1s n?1 ? ? ? a1s ? a0

? 典型环节的传递函数
N (s) z (1)比例环节 ? 系统的方框图及其简化 G( s) ? C ( s) ? K ?K (2)惯性环节 G ( s) ?N ( s) ? z ? 系统的信号流图及其简化 C (R s) (s ) Ts ? 1 (3)微分环节 G(s) ? ??s
o i 1 2

(4)积分环节 (5)振荡环节 (6)延时环节

1 ? R( s ) 2Ts ?n G ? s? ? 2 2 s ? 2??n s ? ?n G(s) ?

R C( (s s) )

G ?s? ?

C ( s) ?? s ?e R( s )
5

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系统的传递函数 控制系统的数学模型 —传递函数

? 定义

X o ( s) bm s m ? bm?1s m?1 ? ? ? b1s ? b0 G( s) ? ? X i ( s) an s n ? an?1s n?1 ? ? ? a1s ? a0
提示:机械、电气、机电系统
分支点移动、相加点移动

? 典型环节的传递函数

? 系统的方框图及其简化

? 系统的信号流图及其简化 tn ? n ? 梅逊公式: T? n ?

T ——总传递函数; t n ? ——信号流图的特征式。
i

——第n条前向通路的传递函数;

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? ? 1 ? ? L1i ? ? L2 j ? ? L3k ? ?
j k

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第三章 c (t ) 控制系统的时域分析
延滞时间
最大超调量

Mp 3.1 时间响应与典型输入信号

3.2 一阶系统的时间响应 td

3.3 二阶系统的时间响应
3.4 高阶系统的时间响应 调节时间
tp 3.5 计算机辅助时域分析 ts
峰值时间
上升时间
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tr

t

第四章

控制系统的频率特性

4.1 频率特性的基本概念 4.2 典型环节的极坐标图 4.3 典型环节的对数坐标图 4.4 系统开环频率特性的实验确定方法 4.5 闭环频域特性及频率性能指标 4.6 最小相位系统与非最小相位系统
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D( s) ? an s n ? an-1s n-1 ? ??? ? a1s ? a0

第五章 控制系统的稳定性
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 稳定性的基本概念 赫尔维茨判据 s n an an ? 2 代数稳定性判据 劳斯判据 n ?1 an ?3 0 s an ?1 an ?3 an ?5an ?1 ? 几何稳定性判据 n?2 b1 ? b2 0 s a a a n n ? 2 n ? 4 系统的相对稳定性 n ?3 s 0 an ?1 an ?3 c1 ? c2 0 切削过程的稳定性分析 ? ? ?
?n ? 0 0 ? 0
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? n an-1 n-1 a0 ? a1 ? an ? s ? s ? ??? ? s ? ? ? an ? s - s1 ?? s - s2 ? ??? ? s - sn ? a an an ? n ?

只有系统的所有实根都为负值时,系统才 稳定。

an ? 4 an ?5 b3 c3 ?

an ? 6 ? an ? 7 ? b4 ? c4 ? ? ?

an 0

s

a2n ? 2 ? 1 ? 0 ? ?

e1 f1 g1

? 0

e2

0 0

? ? ?

s s

? a1 a2

? 0 a0
9

0

第五章 控制系统的稳定性
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
几何稳定性判据的特点: 稳定性的基本概念 Re ?1 根据开环频率特性判断闭环稳定性 代数稳定性判据 ? ? ? (? ) 奈奎斯特稳定性判据、对数稳定性判据 几何稳定性判据 幅值稳定裕度Kg 系统的相对稳定性 相角裕度 ? L[? ] 切削过程的稳定性分析
c

1 Kg

Im [GH ]

c

0

?c

?g
? Kf

?

? (? )
? 180 ?

?

?
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第六章

常用传感器与敏感元件
提示: 工作原理 等效电路形式 优缺点

1 传感器的分类 2 机械式传感器 3 电阻式传感器 4 电容式传感器 5 电感式传感器 6 磁电式传感器 7 压电式传感器 8 热电式传感器 9 光电式传感器 10 光纤传感器 11半导体传感器 12传感器的选用原则

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第七章
? 1 电桥

信号调理、处理和记录

? 2 调制与解调

? 3 滤波器
? 4 放大电路

? 5 信号的指示和记录装置

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第八章 控制系统的误差分析
? 1 误差的概念 ? 2 系统的类型

? 3 静态误差
? 4 工程实例中的误差分析实例

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表1 单位反馈控制系统在不同输入信号作用下的稳态误差
Ct 2 斜坡输入 x(t ) ? Bt 抛物线输入 x(t ) ? 2 B C ? e 速度误差 ess ? 加速度误差 ss Kv Ka

系 静态误差系数 阶跃输入 x(t ) ? A 统 型 A e ss ? 位置误差 K K K p v a 别 1 ? Kp 0

K

0 K ∞

0 0 K

A 1? K 0 0

∞ B K 0

∞ ∞ C K

Ⅰ ∞

Ⅱ ∞


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