河南理工大学自动控制系统复习提纲2017知识点总结要点
自动控制原理复习提纲
第一章绪论1、基本概念（1）自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象（或过程）的某些物理量（被控量）自动地按预先给定的规律去运行。
（2）自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统，由控制装置与被控对象组成。
（3）被控对象：指被控设备或过程。
（4）输出量，也称被控量：指被控制的量。
它表征被控对象或过程的状态和性能，它又常常被称为系统对输入的响应。
（5）输入量：是人为给定的系统预期输出的希望值。
（6）偏差信号：参考输入与实际输出的差称为偏差信号，偏差信号一般作为控制器的输入信号。
（7）负反馈控制：把被控量反送到系统的输入端与给定量进行比较，利用偏差引起控制器产生控制量，以减小或消除偏差。
2、自动控制方式（1）开环控制开环控制系统指系统的输出量对系统的控制作用没有影响的系统。
它分为按给定控制和按扰动控制两种形式。
按给定控制：信号由给定输入到输出单向传递。
按扰动控制（顺馈控制）：根据测得的扰动信号来补偿扰动对输出的影响。
（2）闭环控制（反馈控制）闭环控制系统指系统的输出量与输入端存在反馈回路，即输出量对控制作用有直接影响的系统。
系统根据实际输出来修正控制作用，实现对被控对象进行控制的任务，这种控制原理称为反馈控制原理。
3、自动控制系统的分类（1）按给定信号的特征分类①恒值控制系统：希望系统的输出维持在给定值上不变或变化很小。
②随动控制系统：给定信号的变化规律是事先不确定的随机信号。
③程序控制系统：系统的给定输入不是随机的，而是确定的、按预先的规律变化。
（2）按系统的数学模型分类⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪−−−→⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪−−−→⎨⎨⎪⎩⎩⎪⎪⎧−−−→⎪⎪⎪⎧⎪⎨⎪⎪−−−→⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎩分析法分析法分析法分析法时域法根轨迹法线性定常系统频域法线性系统状态空间法时域法线性时变系统状态空间法非本质非线性线性化法描述函数法非线性系统本质非线性相平面法状态空间法 （3）按信号传递的连续性划分①连续系统：系统中的所有元件的输入输出信号均为时间的连续函数，所以又常称为模拟系统。
《自动控制系统》总复习资料整理总结及练习题库
• 8．正弦函数的拉氏变换是（ ）
• A G(s) 1 B
s
G(s) 1
s2 2
•
C
G(s)
s2
2
D
G(s)
s2
s
2
• 9. 一般为使系统有较好的稳定性,希望相角 裕度γ为（ ）
• A.0～15° B.15°～30° C.30°～ 60° D.60°～90°
• 10. 终值定理的数学表达式为（
• 解析：极点为-2和-5，在负实轴上，根据根 轨迹法，为B。
• 5, 某环节的传递函数是 G(s) 5s 3 2 ，则该 环节可看成由（ ）环节串联而组成s。
• A.比例、积分、滞后 B.比例、惯性、微分 C.比例、微分、滞后 D.比例、积分、微分
• 6. 二阶系统的传递函数 尼比ζ是（ ）
A、
B、
C、
D、与是否为单位反馈系统有关
，则该系统的闭环特征方程为
23、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：
A、低频段
B、开环增益
C、高频段
D、中频段
24.已知单位反馈系统的开环传递函数为 时，系统的稳态误差是( )
A、 0 ； B、 ∞ ； C、 10 ； D、 20
，当输入信号是
25.关于P I 控制器作用，下列观点正确的有( ) A、 可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差； B、 积分部分主要是用来改善系统动态性能的； C、 比例系数无论正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性； D、 只要应用P I控制规律，系统的稳态误差就为零。
R(s)
_
G1
G4
G2
G3
H1
C(s)
R(s)
(完整版)自动控制原理知识点总结
@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制？（填空）自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念？开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。
闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。
主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。
掌握典型闭环控制系统的结构。
开环控制和闭环控制各自的优缺点？（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。
）4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的e来表征的（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立？（1）、确定系统的输入变量和输入变量（2）、建立初始微分方程组。
即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量，将式子标准化。
将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质？认真理解。
（填空或选择）传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。
三种基本形式，尤其是式2-61。
主要掌握结构图的化简用法，参考P38习题2-9（a）、（e）、（f）。
（化简）等效变换，是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系，在变换前后保持不变。
自动控制复习总结提纲
自动控制复习提纲第一章 自动控制系统概论1、 自动控制系统的概念：就是在没人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象，使其按照预定的规律运动或变化2、 控制装置的组成：自动检测装置、自动调节装置、执行装置3、 系统术语 ⑴、 被控量：要求被控对象保持恒定或为按一定规律变化的物理量，一般是输出量，是时间的函数。
⑵、 给定信号：控制系统的输入信号，是时间的函数。
⑶、 偏差信号：是比较元件的输出信号，即给定信号与反馈信号之差。
⑷、 误差信号：系统被控量的希望值与实际值之差。
⑸、 干扰信号：破坏系统平衡，导致系统的被控量偏离其给定值的因素。
⑹、 反馈信号：从系统的输出端引出，经过变换回送至输入端与给定信号进行比较的信号。
4、 自动控制系统的分类： ⑴、 开环控制系统：若系统的输入量与输出量之间只有顺向作用，而没有反向联系，则该系统称为开环控制系统。
⑵、 闭环控制系统：输入量与输出量之间不仅有顺向作用，而且有反向作用的控制系统，称为闭环控制系统。
5、 对自动控制系统的基本要求：稳定性、快速性、准确性。
例1：适合于应用传递函数描述的系统是：线性定常系统例2：根据控制系统元件的特性，控制系统可分为：线性控制系统和非线性控制系统第二章 控制系统的数学模型1、 传递函数的定义：传递函数G （s ）=输出量的拉氏变换/输入另的拉氏变化=C （s ）/R (s ) 2、 用阻抗法求传递函数：电阻元件的传递函数用 R 表示， 电感元件的传递函数用 LS 表示；而电容元件的传递函数用 1/(CS) 表示；例题1：如图1所示，有源网络的传递函数)()(s U s U r c 为： -R2/R1图13、 动态结构图的等效变换及化简⑴、串联变换规则 ：当系统中有两个或两个以上环节串联时，其等效传递函数为各串联环节的传递函数的乘积。
C （s ）=G 1(s)G 2(s)R(s)=G （s ）R(s) ⑵、并联变换规则：当系统中两个或两个以上环节并联时，其等效传递函数为各并联环节的传递函数的代数和。
《自动控制原理》复习提纲
《自动控制原理》复习提纲自动控制原理复习提纲第一章：自动控制系统基础1.1自动控制的基本概念1.2自动控制系统的组成1.3自动控制系统的性能指标1.4自动控制系统的数学建模第二章：系统传递函数与频率响应2.1一阶惯性系统传递函数及特性2.2二阶惯性系统传递函数及特性2.3高阶惯性系统传递函数及特性2.4惯性环节与纯时延环节的传递函数2.5开环传递函数与闭环传递函数2.6频率响应曲线及其特性第三章：传递函数的绘制和分析3.1 Bode图的绘制3.2 Bode图的分析方法3.3 Nyquist图的绘制和分析3.4极坐标图的应用3.5稳定性分析方法第四章：闭环控制系统及稳定性分析4.1闭环控制系统4.2稳定性的概念和判据4.3 Nyquist稳定性判据4.4 Bode稳定性判据4.5系统的稳态误差分析第五章：比例、积分和微分控制器5.1比例控制器的原理和特性5.2积分控制器的原理和特性5.3微分控制器的原理和特性5.4比例积分(P)控制系统5.5比例积分微分(PID)控制系统第六章：根轨迹法6.1根轨迹的概念和基本性质6.2根轨迹的绘制方法6.3根轨迹法的稳定性判据6.4根轨迹设计法则6.5根轨迹法的应用案例第七章：频域设计方法7.1频域设计基本思想7.2平衡点反馈控制法7.3频域设计法的应用案例7.4系统频率响应的优化设计7.5频域方法的灵敏度设计第八章：状态空间分析和设计8.1状态空间模型的建立8.2状态空间的矩阵表示8.3状态空间系统的特性8.4状态空间系统的稳定性分析8.5状态空间设计方法和案例第九章：模糊控制系统9.1模糊控制的基本概念9.2模糊控制系统的结构9.3模糊控制器设计方法9.4模糊控制系统的应用案例第十章：遗传算法与控制系统优化10.1遗传算法的基本原理10.2遗传算法在控制系统优化中的应用10.3遗传算法设计方法和案例第十一章：神经网络及其应用11.1神经网络的基本概念和结构11.2神经网络训练算法11.3神经网络在控制系统中的应用11.4神经网络控制系统设计和优化方法第十二章：自适应控制系统12.1自适应控制的基本概念12.2自适应控制系统的结构12.3自适应控制器设计方法12.4自适应控制系统的应用案例第十三章：系统辨识与模型预测控制13.1系统辨识的基本概念13.2建模方法及其应用13.3模型预测控制的原理13.4模型预测控制系统设计和优化方法第十四章：多变量控制系统14.1多变量控制系统的基本概念14.2多变量系统建模方法14.3多变量系统稳定性分析14.4多变量系统控制器设计14.5多变量系统优化控制方法以上是《自动控制原理》的复习提纲，内容覆盖了自动控制系统的基本概念、传递函数与频率响应、传递函数的绘制和分析、闭环控制系统及稳定性分析、比例、积分和微分控制器、根轨迹法、频域设计方法、状态空间分析和设计、模糊控制系统、遗传算法与控制系统优化、神经网络及其应用、自适应控制系统、系统辨识与模型预测控制、多变量控制系统等知识点。
自动控制原理复习提纲
二阶系统性能的改善
1. 比例 微分控制 比例—微分控制
闭环系统具有零点，可以使上升时间提前，阻尼增大，超调减小。 闭环系统具有零点，可以使上升时间提前，阻尼增大，超调减小。
(1) 引入比例—微分控制，使系统阻尼比增加，从而抑制振荡，使超调减弱， 引入比例 微分控制，使系统阻尼比增加，从而抑制振荡，使超调减弱， 微分控制 改善系统平稳性； 改善系统平稳性； 零点的出现，将会加快系统响应速度，使上升时间缩短，峰值提前， (2) 零点的出现，将会加快系统响应速度，使上升时间缩短，峰值提前，又 削弱了“阻尼”作用。因此适当选择微分时间常数，使系统具有过阻尼， 削弱了“阻尼”作用。因此适当选择微分时间常数，使系统具有过阻尼，则 响应将在不出现超调的条件下，显著提高快速性； 响应将在不出现超调的条件下，显著提高快速性； 不影响系统误差， (3) 不影响系统误差，自然频率不变。
系统时间响应的性能指标
控制系统的时域性能指标: 控制系统的时域性能指标
1）五种典型输入信号 2）动态性能指标： 上升时间 峰值时间 调节时间 超调量 延迟时间 3） 稳态性能指标 稳态误差
一阶系统的时域分析
单位阶跃响应
c(t ) = 1 − e
−
t T
由于c(t)的终值为1，因而系统阶跃输入时的稳态误差为零。
σ
线性系统的稳定性分析
稳定是一个控制系统能否在实际中投入使用的首要条件。 稳定是一个控制系统能否在实际中投入使用的首要条件。 稳定性：如果在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态， 稳定性：如果在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，当 扰动消失后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的平衡状态， 扰动消失后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的平衡状态， 则系统是稳定的；否则，系统不稳定。 则系统是稳定的；否则，系统不稳定。 系统稳定的充要条件： 系统稳定的充要条件：系统所有闭环特征根均具有负的实部 或所有闭环特征根均位于左半s平面） （或所有闭环特征根均位于左半s平面） ♣ 注意：稳定性与零点无关 注意： ♣ 根据充要条件，如果能将系统所有极点求出，即可立即判 根据充要条件，如果能将系统所有极点求出， 断稳定性。 断稳定性。
河南理工大学-过程控制-复习知识点(全)
1、过程控制系统的组成和各部分的作用。
自动控制系统由被控对象、测量变送器、执行器（控制阀）和控制器组成。
被控对象：是指被控制的生产设备或装置。
测量变送器：用于测量被控变量，并按一定的规律将其转换为标准信号作为输出。
执行器：常用的是控制阀，接受来自控制器的命令信号，用于改变控制阀的开度。
控制器：它将被告控变量的测量值班与设定值进行比较，得出偏差信号e（t），并按一定规律性输出控制信号u（t）2、过程控制常用策略有哪些？各自的优缺点？反馈控制：优：能补偿任意扰动缺：1控制作用是滞后的，2调节过程是一个试差的过程，试差过程容易不稳定。
前馈控制：优：在扰动影响被控变量之前就可以将扰动补偿掉缺：1测量成本高需要增加扰动检测装置，23、简要阐述工业生产对过程控制的要求。
安全性、经济性、稳定性4、控制系统设计与实现的主要步骤。
（1）确定控制目标，选择被控变量（2）选择测量参数和测量仪表（3）操作变量的选择与主要扰动的分析（4）操作变量与被控变量的配对（5）控制方案与控制算法选择（6）执行器的选择（7）控制系统的现场安装、调试与投运5、机理建模方法的主要步骤。
（1）根据建模对象和模型的使用目的进行合理的假设（2）根据过程内在机理建立数学方程（3）简化模型6、测量误差形成的原因？测量信号一般的处理方法有哪些？原因：1、仪器自身的误差；2安装造成的误差；3、测量时的误差7、控制系统主要性能指标有哪些？各自的含义是什么？余差（e）：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差；最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给定值的差；衰减比（n）：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比；衰减率（f）：经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比；过渡过程时间（ts）：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的5%或2%范围内所需的时间；峰值时间（tp）:系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统响应的灵敏程度；8、三种常规反馈控制模式分别是什么？说明各自的原理、作用以及对系统性能的影响。
自动控制原理复习提纲(整理版)
《自动控制原理》课程概念性知识复习提纲详细版第一章：1•自动控制的任务（背）：是在没有人直接参与下，利用控制装置操纵被控对象，使被控量等于给定值。
2•自动控制基本方式一•按给定值操纵的开环控制二•按干扰补偿的开环控制三•按偏差调节的闭环控制3•性能要求：稳快准第二章：4•微分方程的建立：课后2.55•传递函数定义（背）线性定常系统（或元件）的传递函数为在零初始条件下，系统（或元件）的输出变量拉氏变换与输入变量拉氏变换之比。
这里的零初始条件包含两方面的意思，一是指输入作用是在t=0以后才加于系统，因此输入量及其各阶导数，在t=0时的值为零。
二是指输入信号作用于系统之间系统是静止的，即t= 0时，系统的输出量及其各阶导数为零。
这是反映控制系统的实际工作情况的，因为式（2-38 ）表示的是平衡工作点附近的增量方程，许多情况下传递函数是能完全反映系统的动态性能的。
6•结构图化简：课后2.14 （结构图化简一道大题，梅森公式化简一道大题）复习要点我2-1结做医等效翌换法则烷方住国專戦方槌總变换圧则■G、cn G CCG引出点前落C=J?*G相邻引出点之何移初UA'R综合点之间移动C = J?±U t ±u;琳合点丘移C- OR丄心U±L'ieg 土贾］4±*■■传递函数8•阶跃响应,阶跃响应:H(s)三•闭环系统的误差传递函数，脉冲响应，传递函数之间的关系1H(s)= 单位斜坡响应：C ts1 1(s)?- K(s)?- C t(s)s s1 、、、(s) =-2单位脉冲响应：K(s)= (s)s1 1(s)?右H(s)?-s s综合可得K(s)=sH(s) H(s)=s C tA(r第三章：9•阶跃响应的性能指标有哪些，各个性能指标的意义是什么。
图3 3捋制系统怖典型单低阶跃响应上升时间t r ：指单位阶跃响应曲线 h(t)，从稳态值的10%上升到90%所需要的时间(也有指从零上升到稳态值所需要 的时间) 峰值时间t p :指单位阶跃响应曲线 h(t)，超过其稳态值而达到第一个峰值所需要的时间。
河南理工自控系统考试要点
1.电力拖动组成：电动机、传动机、生产机械、电源和控制装置。
分类：按拖动电机分类：交流和直流拖动系统，按组成结构：开环电力拖动系统闭环电力拖动系统2.直流电动机的调速方法：调节电枢供电电压，减弱励磁磁通，改变电枢回路电阻。
3.自动控制的调速系统以变频调速为主，以弱磁磁通升速为辅。
4.有静差：指静态时实际转速不等于给定转速。
5.无静差调速系统：指调速系统受到扰动后，又进入稳态运行时，系统的反馈量与给定量相等。
调速性能指标调速、稳速、加减速调速指标分静态.动态指标静态指标：调速范围，静差率6.静差率：系统在某一转速运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理性空载转速之比。
7.调速范围：额定负载时生产机械要求的电动机提供的最高转速和最低转速比8.积分调节器的重要性质：延缓性，积累性，记忆性，反向性。
9.限制冲击电流（单闭环系统保护电流）电流截止负反馈10.V-M系统的可逆线路的两种方式：电枢换向可逆线路，励磁换向可逆电路。
11.V-M系统连续条件：负载大或电感大。
断续条件：负载小且电感小。
V-M系统可逆线路分：1）电枢换向可逆线路2）磁场换向可逆线路12.V—M调速系统的特点：触发脉冲相位控制，电流波形有连续与断续之分，电流连续断续机械特性不同V-M系统的机械特性，电流连续时特性比较硬，呈线性，断续时特性很软呈显著的非线性13.单闭环调速系统的基本性质：具有比例调节器的闭环控制系统是有静差的，具有抗干扰与服从给定，系统精度依赖于给定和反馈精度。
14.闭环调速系统与开环系统相比为什么可以减小稳态速降：闭环系统具有反馈环节，其控制是靠被调量的偏差来进行调节的，在开环中，当负载大时，电枢压降大，转速只有降低，而在闭环系统中，转速稍有降落，反馈电压就感觉出来了，通过比例和放大，提高晶闸管装置的输出电压，使系统工作在新的机械特性上，因此转速又有所回升。
闭环系统减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应的改变整流电压。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结一、自动控制系统的基本概念自动控制，简单来说，就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象按照预定的规律运行。
一个典型的自动控制系统通常由控制对象、控制器、测量元件和执行机构等部分组成。
控制对象就是我们要控制的那个东西，比如一个电机、一个温度场或者一个生产过程。
控制器则是根据输入的偏差信号，按照一定的控制规律产生控制作用，去驱动执行机构。
测量元件负责测量被控量，并将其转化为电信号反馈给控制器。
执行机构接受控制器的控制信号，对控制对象施加作用。
自动控制系统按照有无反馈可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统的输出量对系统的控制作用没有影响，结构相对简单，但控制精度较低。
闭环控制系统则将输出量反馈回来与给定值进行比较，形成偏差，然后根据偏差来调整控制作用，因此控制精度高，但系统相对复杂，可能会出现稳定性问题。
二、控制系统的数学模型要对一个控制系统进行分析和设计，首先要建立它的数学模型。
数学模型就是用数学语言来描述系统的输入、输出和内部状态之间的关系。
常见的数学模型有微分方程、传递函数和状态空间表达式。
微分方程是最基本的描述形式，但求解比较复杂。
传递函数则是在零初始条件下，输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。
它可以方便地分析系统的频率特性和稳定性。
状态空间表达式则能更全面地描述系统的内部状态和动态特性。
建立数学模型的方法有分析法和实验法。
分析法是根据系统的物理规律和结构，推导出数学方程。
实验法则是通过对系统施加输入信号，测量输出响应，然后用系统辨识的方法得到数学模型。
三、控制系统的时域分析时域分析是直接在时间域上研究系统的性能。
主要的性能指标有稳态误差、上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。
稳态误差反映了系统的准确性，它与系统的类型和输入信号的形式有关。
对于单位阶跃输入， 0 型系统有稳态误差，1 型及以上系统稳态误差为零。
上升时间、峰值时间和调节时间反映了系统的快速性。
自动控制原理重点内容复习总结
四、高阶系统的闭环主导极点
1、在S平面上，距离虚轴比较近，且周围没有其它的零极点。 2、与其它闭环极点距虚轴的距离之比在5倍以上。
G(
s
)H(
s)
K(T1s 1 )( T2s 1 )(Tms 1 ) sN (T1' s 1 )( T2s 1 )(Tn' s 1 )
esr
lim
s0
1
s G(s)H(s)
微分定理(初始条件为零)，
L [df (t)] sF (s), dt
L
[d
2f dt
(t )]
2
s2F
( s ),
积分定理(初始条件为零)， L[
f
(t )dt ]
1 s
F(s)
位移（滞后）定理 L[ f (t )] esF (s)
终值定理 初值定理
lim f (t) lim sF (s)
（2）相加、分支点需要跨越方块时，需要做相应变换，两者 交换规律找正好相反。
（3）交换后，利用串、并、反馈规律计算。
四、信号流图
控制原理复习总结 第二章 控制系统的数学模型
信号流图是一种表示系统各参数关系的一种图解法， 利用梅逊公式，很容易求出系统的等效传递函数。
梅逊公式
总增益：
1
P
k
Pk k ,
自动控制系统的组成
控制原理复习总结 第一章 概论
定值控制系统：输入是扰动f。 随动控制系统：输入是给定r。
Y (s) G1(s) F (s)
Y (s) G2(s) R(s)
区别在于给定值的形式。
e = x-z
控制原理复习总结
第二章 控制系统的数学模型
主要内容：
自动控制复习提纲(考点大全)
第一章自动控制的一般概念知识点：控制系统的一般概念：名词术语、控制系统的分类、组成典型外作用、对控制系统的基本要求基本要求：掌握反馈控制的基本原理。
根据系统工作原理图绘制方块图主要考点本章所涉及的自动控制方面的基本概念，是以后课程学习的基础，有关内容在诸如问答、填空和选择类型的考题中常会涉及。
在掌握基本概念的基础上，还应熟悉线性定常系统微分方程的特点，并通过练习，掌握由系统工作原理图画出方框图的方法。
第二章控制系统的数学模型知识点：控制系统动态微分方程的建立、拉普拉斯变换法求解线性微分方程的零初态响应与零输入响应运动模态的概念、传递函数的定义和性质、典型元部件传递函数的求法系统结构图的绘制、等效变换、梅森公式在结构图和信号流图中的应用基本要求：利用复阻抗的概念建立无源网络的结构图;利用复阻抗的概念建立有源网络的传递函数熟悉控制系统常用元部件的传递函数掌握控制系统结构图的绘制方法及串联、并联、反馈三种基本等效变换用等效变换方法或梅森公式求系统结构图或信号流图的各种传递函数主要考点建立控制系统的微分方程；传递函数的概念；结构图等效变换及求复杂系统的传递函数。
例1:试用结构图等效化简下图系统的传递函数例2: 两级RC滤波网络的结构图如图所示，试采用结构图等效变换法化简结构图。
步骤一: 向左移出相加点，向右移出分支点步骤二:化简两个内部回路，合并反馈支路步骤三: 反馈回路化简例3:系统结构图如下，求传递函数[解]：结构图等效变换如下：例4: 已知系统方程组如下，试绘制系统结构图，并求闭环传递函数 。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-=--=)()()()()]()()([)()]()()()[()()()]()()[()()()(3435233612287111s X s G s C s G s G s C s X s X s X s G s X s G s X s C s G s G s G s R s G s X 解 : 系统结构图如下图所示。
河南理工大学自动控制系统复习提纲2017知识点总结要点
自动控制系统复习提纲考试范围：绪论、ch1、ch2、ch3、ch6、ch7；题型：问答题、分析作图题、计算题；绪论1自动控制系统的组成及各环节的主要作用；控制对象控制器驱动结构核心是控制理论2为何要调速；（1）为了节电交流不调速-交流调速（2）为了减少维护为目的直流调速-交流调速（3）大功率场合：直流调速达不到要求3直流调速的三种方法及特点；（1）调节电枢供电电压U（2）减弱励磁磁通（3）改变电枢回路电阻Rch11调速性能指标的三个方面；（分为静态指标和动态指标）（1）调速（2）稳速（3）加减速2静态调速指标：调速范围、静差率、额定速降的概念和计算以及三者之间的关系；3开环调速系统和单闭环调速系统的速度降落、调速范围及静差率的计算；4转速单环调速系统原理图中各部件的作用；5开环机械特性和闭环静特性的区别和联系；6速度单环系统的静特性方程；7反馈控制规律：P调节器是有静差系统，I和PI均为无静差系统；8电流截止负反馈的目的及电路接法、下垂特性；目的：（1）反应主回路电流信号大小的检测部分（2）比较电压部分下垂特性：9积分器的电路和特性，比例积分调节器的电路及物理意义；积分器三个特性：（1）延缓性（2）积累性（3）记忆性比例积分调节器电路：比例部分能迅速响应进行控制，积分部分则最终消除稳态偏差。
属于串联校正，使系统稳态无静差，动态时保持稳定性。
10带PI调节器的单环调速系统原理图（图1-34）分析，及负载扰动或电网电压u2扰动下的调节过程（n\id\ud\IL的变化波形），对带P调节器的单环调速系统也有同样的要求。
带PI调节器的单环调速系统的静特性。
ch21双闭环直流调速系统的原理图、电路图和稳态结构图；2两个调节器限幅的目的；均采用PI调节器（稳态时，电流转速均无静差）转速调节器ASR：P46 实现转速无静差电流调节器ACR：P46 实现电流无静差3双闭环调速系统的静特性及稳态工作点和稳态参数计算；4双闭环调速系统的启动过程的分段分析及启动过程中ASR、ACR的状态（是否饱和）和作用；第一阶段（0-T1）强迫电流上升阶段ASR由不饱和迅速饱和（Un增长慢）。
河南理工 自动控制系统 简答题复习
简答1.结合调速发展史，说明直流、交流调速的发展前景1）直流电动机的电压、电流和磁通之间的耦合较弱，使直流电动机具有良好的机械特性，能够在大范围内平滑调速，启动、制动性能良好，故其在20世纪70年代以前一直在高精度、大调速范围的传动领域内占主导地位。
2）20实际70年代以后，现代控制理论，新型大功率电力电子器件、新型变频技术以及微型计算机数字控制技术等，均在实际应用中取得了很大的进展，为交流调速技术的发展创造了坚实的物质基础。
3）以微型计算机作为控制系统的核心部件实现在线控制，已成为目前工业生产过程及调速控制的发展趋势。
2.什么情况下电流波形是连续和断续的。
1）由于V—M系统的电流是脉动的，当V—M系统主回路串联足够大电感量的电抗器而且电动机的负载电流也足够大时，整流电流波形是连续的。
2）当电感较小且负载较轻时，一相导通的电感量储能较少，在下一相未被触发前，电流已衰减到零，负载电流便产生时有时无的断续波形。
3.根据P18图1-3说明：①那些量的变化所引起的干扰作用可以和系统一致，说明原因；②以某个量变化为例，说明系统的调整过程；③如果调速系统无静差性，当给定电压不稳定时，或测速精度差时，是否会影响到系统的调速精度；④若负反馈接到正反馈时会有什么现象。
① 负载扰动、交流电源电压的波动、电动机励磁的变化、放大器零点漂移、温度身高引起主回路电阻变化。
②以交流电源电压波动为例。
当交流电源电压减小时，有U2↓→U d0↓→n↓→△U n↑（因U n∗不变）→U d0↑→n↑，整个调节过程最终使转速恢复至接近原来值。
因为系统为有静差调速系统，转速显然恢复不到原稳态值。
③会影响到系统的调速精度，反馈闭环控制系统对给定电源和被调量检测装置中的扰动无能为力，因此，控制系统的精度依赖于给定稳压电源和反馈量检测元件的精度。
④转速负反馈的极性如果接反会产生系统变成正反馈，只要一有扰动转速就持续增大，达不到稳定转速的要求的现象。
(完整版)自动控制原理知识点汇总
自动控制原理总结第一章绪论技术术语1.被控对象 :是指要务实现自动控制的机器、设施或生产过程。
2.被控量：表征被控对象工作状态的物理参量 (或状态参量 )，如转速、压力、温度、电压、位移等。
3.控制器：又称调理器、控制装置，由控制元件构成，它接受指令信号，输出控制作用信号于被控对象。
4.给定值或指令信号 r(t) ：要求控制系统按必定规律变化的信号，是系统的输入信号。
5.扰乱信号 n(t) ：又称扰动值，是一种对系统的被控量起损坏作用的信号。
6.反应信号 b(t) ：是指被控量经丈量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。
7.偏差信号 e(t)：是指给定值与被控量的差值，或指令信号与反应信号的差值。
闭环控制的主要长处：控制精度高，抗扰乱能力强。
弊端：使用的元件多，线路复杂，系统的剖析和设计都比较麻烦。
对控制系统的性能要求:稳固性迅速性正确性稳固性和迅速性反应了系统的过渡过程的性能。
正确性是权衡系统稳态精度的指标，反应了动向过程后期的性能。
第二章控制系统的数学模型拉氏变换的定义:F ( s) f ( t )e- st d t几种典型函数的拉氏变换1.单位阶跃函数1(t)2.单位斜坡函数3.等加快函数4.指数函数e-at5.正弦函数sin ωt6.余弦函数cos ωt7.单位脉冲函数 (δ函数 )拉氏变换的基本法例1.线性法例2.微分法例3.积分法例Lf ( t )d t1F ( s )s4.终值定理e( ) lim e( t ) lim sE ( s)ts 05.位移定理L f (t)e 0 s F(s)Le atf ( t )F ( s a )传达函数： 线性定常系统在零初始条件下， 输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 称为系统 (或元零件 )的传达函数。
动向构造图及其等效变换1.串连变换法例2.并联变换法例3.反应变换法例4.比较点前移“加倒数”；比较点后移“加自己”。
5.引出点前移“加自己”；引出点后移“加倒数” 梅森（ S. J. Mason ）公式求传达函数典型环节的传达函数 1.比率 (放大 )环节 2.积分环节 3.惯性环节 4.一阶微分环节 5.振荡环节G ( s)12 s 22 Ts 1T C ( s ) ＝ 1 n6.二阶微分环节( s )P k kR ( s )k 1第三章时域剖析法二阶系统剖析2nKJF2nJ2 n(完整版)自动控制原理知识点汇总二阶系统的单位阶跃响应1.过阻尼 ξ>1 的状况 ：系统闭环特色方程有两个不相等的负实根。
河南理工大学自动控制系统复习提纲2017知识点总结
自动控制系统复习提纲考试范围：绪论、ch1、ch2、ch3、ch6、ch7；题型：问答题、分析作图题、计算题；绪论1自动控制系统的组成及各环节的主要作用；控制对象控制器驱动结构核心是控制理论2为何要调速；（1）为了节电交流不调速-交流调速（2）为了减少维护为目的直流调速-交流调速（3）大功率场合：直流调速达不到要求3直流调速的三种方法及特点；（1）调节电枢供电电压U（2）减弱励磁磁通（3）改变电枢回路电阻Rch11调速性能指标的三个方面；（分为静态指标和动态指标）（1）调速（2）稳速（3）加减速2静态调速指标：调速范围、静差率、额定速降的概念和计算以及三者之间的关系；3开环调速系统和单闭环调速系统的速度降落、调速范围及静差率的计算；4转速单环调速系统原理图中各部件的作用；5开环机械特性和闭环静特性的区别和联系；6速度单环系统的静特性方程；7反馈控制规律：P调节器是有静差系统，I和PI均为无静差系统；8电流截止负反馈的目的及电路接法、下垂特性；目的：（1）反应主回路电流信号大小的检测部分（2）比较电压部分下垂特性：9积分器的电路和特性，比例积分调节器的电路及物理意义；积分器三个特性：（1）延缓性（2）积累性（3）记忆性比例积分调节器电路：比例部分能迅速响应进行控制，积分部分则最终消除稳态偏差。
属于串联校正，使系统稳态无静差，动态时保持稳定性。
10带PI调节器的单环调速系统原理图（图1-34）分析，及负载扰动或电网电压u2扰动下的调节过程（n\id\ud\IL的变化波形），对带P调节器的单环调速系统也有同样的要求。
带PI调节器的单环调速系统的静特性。
ch21双闭环直流调速系统的原理图、电路图和稳态结构图；2两个调节器限幅的目的；均采用PI调节器（稳态时，电流转速均无静差）转速调节器ASR：P46 实现转速无静差电流调节器ACR：P46 实现电流无静差3双闭环调速系统的静特性及稳态工作点和稳态参数计算；4双闭环调速系统的启动过程的分段分析及启动过程中ASR、ACR的状态（是否饱和）和作用；第一阶段（0-T1）强迫电流上升阶段ASR由不饱和迅速饱和（Un增长慢）。
自动控制原理复习提纲
自动控制原理复习提纲1、什么是自动控制？自动控制系统的组成自动控制是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使得表征受控对象物理特征的被控量等于给定值或按给定信号变化规律去变化的过程。
自动控制系统由控制装置和受控对象构成。
2、自动控制系统的基本控制方式，自动控制系统的分类自动控制系统的基本控制方式为开环控制和闭环控制，自动控制系统的分类：线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，连续系统和离散系统，恒值系统、随动系统和程序控制系统。
3、对控制系统的性能要求（一）稳定性稳定性一般可以这样来表述：系统受到外力作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。
（二）快速性快速性可以通过动态过程时间的长短来表征。
过度过程时间越短，表明快速性越好，反之亦然。
快速性表明了系统输出惨c(t)对输入r(t)响应的快慢程度。
系统响应越快，说明系统的输出复现输入信号的能量越强。
（三）准确性准确性是由输入给定值与输出响应的终值之间的差值e来表征。
准ss确性反映了系统在一定外部信号作用下的稳态精度。
若系统的最终误差为零，则称为无差系统，否则称为有差系统。
4、什么是传递函数，如何求相关电路的传递函数传递函数的定义：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换与系统输入量的拉氏变换之比。
5、 控制系统的典型环节有哪些？传递函数各是什么？ 比例环节，其传递函数为K s R s C s G ==)()()(； 惯性环节，其传递函数为1)()()(+==Ts K s R s C s G ； 积分环节，其传递函数为Ts s R s C s G 1)()()(==； 微分环节，其传递函数为Ts s R s C s G ==)()()(; 振荡环节，其传递函数为222222121)()()(n n n s s Ts s T s R s C s G ωζωωζω++=++==，式中Tn 1=ω为振荡环节的无阻尼自然振荡频率。
自动控制系统重点归纳总结共56页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
自动控制系统重点归纳总结
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
55、 为 中 华 之 崛起而
自动控制系统重点归纳总结
下，希望液面高度维持不变。试说明系统工
作原理，并画出系统结构图。
答：（1）工作原理：闭环控制方式。 （2）被控对象是水箱，被控量是水箱液位，给定 量是电位器设定位置（代表液位的希望值）。 主扰动是流出水量。
液位自动控制系统方框图
第2章 自动控制系统的数学模型
1、 数学模型
自动控制系统的分析与设计是建立在数学模型基础上的。
定义：以非根轨迹增益 (比如比例微分环节或惯性
环节的时间常数 )为可变参数绘制的根轨迹。
10( s 1) Wk ( s) s(10s 1) 5 Wk ( s) s(Ts 1)( s 1)
与常规（常义）根轨迹的 开环传函具 有相同形式
绘制思路：
变形
闭环传函
等效开环系统
例4.9
建模的基本方法:
(1) 机理分析法
(2) 统计法（辨识法）
（白箱） （黑箱）
(3)实验测取
2、传递函数
传递函数的定义： 零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变 换之比。
X c ( s) W ( s) X r ( s)
传递函数的求取
传递函数的求取方法：
1）利用传递函数的定义；a、零初始条件下取拉氏变换；
高阶系统的分析： 是以二阶系统为基础的，正确理解主导极点和偶子 的概念，对高阶系统的暂态性能进行近似分析。 结论是：
极点离虚轴越近（主导极点）对系统暂态响应影响越大， 离虚轴越远影响越小；零点靠近哪个极点（偶子）， 就把哪个极点的影响减弱。 高阶系统的稳定性判断则由代数稳定判据完成。
2、 稳态误差
tm d 1 2n
要求：熟练掌握它们的物理 含义、计算公式和相 互关系。 对照标准型！
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自动控制系统复习提纲
考试范围：绪论、ch1、ch2、ch3、ch6、ch7；
题型：问答题、分析作图题、计算题；
绪论
1自动控制系统的组成及各环节的主要作用；
控制对象
控制器
驱动结构
核心是控制理论
2为何要调速；
（1）为了节电交流不调速-交流调速
（2）为了减少维护为目的直流调速-交流调速
（3）大功率场合：直流调速达不到要求
3直流调速的三种方法及特点；
（1）调节电枢供电电压U
（2）减弱励磁磁通
（3）改变电枢回路电阻R
ch1
1调速性能指标的三个方面；（分为静态指标和动态指标）
（1）调速
（2）稳速
（3）加减速
2静态调速指标：调速范围、静差率、额定速降的概念和计算以及三者之间的关系；
3开环调速系统和单闭环调速系统的速度降落、调速范围及静差率的计算；
4转速单环调速系统原理图中各部件的作用；
5开环机械特性和闭环静特性的区别和联系；
6速度单环系统的静特性方程；
7反馈控制规律：
P调节器是有静差系统，I和PI均为无静差系统；
8电流截止负反馈的目的及电路接法、下垂特性；目的：
（1）反应主回路电流信号大小的检测部分
（2）比较电压部分
下垂特性：
9积分器的电路和特性，比例积分调节器的电路及物理意义；
积分器三个特性：（1）延缓性
（2）积累性
（3）记忆性
比例积分调节器电路：
比例部分能迅速响应进行控制，积分部分则最终消除稳态偏差。
属于串联校正，使系统稳态无静差，动态时保持稳定性。
10带PI调节器的单环调速系统原理图（图1-34）分析，及负载扰动或电网
电压u2扰动下的调节过程（n\id\ud\IL的变化波形），对带P调节器的单环调速系统也有同样的要求。
带PI调节器的单环调速系统的静特性。
ch2
1双闭环直流调速系统的原理图、电路图和稳态结构图；
2两个调节器限幅的目的；
均采用PI调节器（稳态时，电流转速均无静差）
转速调节器ASR：P46 实现转速无静差
电流调节器ACR：P46 实现电流无静差
3双闭环调速系统的静特性及稳态工作点和稳态参数计算；
4双闭环调速系统的启动过程的分段分析及启动过程中ASR、ACR的状态（是否饱和）和作用；
第一阶段（0-T1）强迫电流上升阶段
ASR由不饱和迅速饱和（Un增长慢）。
ACR不饱和（Ui增长快）。
第二阶段（T1-T2）恒流升速阶段
第三阶段（T2-T3）转速调节阶段
ACR的作用：
（1）在转速的调节过程中，使电流紧紧跟随其给定电流变化；
（2）起动过程中，限制起动电流，保证在允许最大电流下起动，实现准时间最优控制；
（3）对于电网电压的扰动起到及时抗扰作用；
（4）当电动机过载，甚至堵转时，限制电枢电流，并获得理想的下垂特性，从而起到快速保护作用。
ASR的作用：
（1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。
（2）对负载变化起抗扰作用。
（3）其输出限幅值决定电机允许的最大电流。
5双闭环调速系统的启动过程中的特点；
（1）饱和非线性控制
（2）准时间最优控制
（3）转速超调
6双域控制的概念，如何配合控制；
调压，调磁相互配合的控制系统成为双域控制系统（调速区域）
基速以下（满磁下调压）：调压调速
基速以上（满压下调磁）：弱磁升速
7调节器锁零作用
消除静差，改善系统动态品质
ch3
1可逆的概念；
能够改变电动机转矩方向的系统叫做可逆调速系统。
2可逆的方式；
改变电枢电流I d的方向
改变电机励磁磁通Φ的方向
3环流的概念和种类及控制方法；
不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流。
4 α=β工作制的实现方法；
=工作制下，不会产生直流环流
在αβ
5电枢可逆有环流调速系统的原理图及其特点；
主回路采用两组VT整流装置、环流电抗器、平波电抗器。
控制回路采用n、i双闭环调速系统:
②ASR、ACR设置双向输出限幅;
②GTR前加反向器满足α=β要求
给定U n*有正负极性，满足可逆运行需要。
转速量和电流量的检测，既能反映大小，也能反映方向。
转速量的检测：测速发电机；
电流量的检测：具有霍尔元件的霍尔电流变换器
6该系统的制动过程的主要阶段，以及各阶段中两个调节器的作用和两个变流电路的状态；
主要阶段：
I 本组逆变阶段
II 它组制动阶段
I：本组逆变：L d释能，I d快速降为0；
n来不及变化。
ASR、ACR均饱和。
II：它组建流：它组整流，反向建流
到最大，反接制动，n下降。
ACR退饱
III：它组逆变：主阶段，回馈制动，
恒流最大转矩制动，n快速下降。
IV：反向减流：
ASR退饱，
L d释能。
7逻辑控制无环流可逆调速系统的原理图和特点，DLC的结构及作用。
特点：
1主回路-两组晶闸管装置反并联线路，不设置环流电抗器（因为没有环流）保留平波电抗器
2控制线路-转速，电流双闭环系统
3设置了无环流逻辑控制器DLC
DLC作用
按照系统工作状态，指挥系统进行自动切换，或者允许正组发出触发脉冲而封锁反组或者允许两组发出触发脉冲而封锁正组（说白了就是：不让两组晶闸管同时开放，确保主电路没有产生环流的可能）
ch6
1交流调速的基本类型；
2转差功率的概念；
从定子传入转子的电磁功率P m可分成两部分：一部分是拖动负载的有效功率，称作机械功率；另一部分是传输并消耗在转子电路中的转差功率P s
（说白了：转差功率Ps=sPm）
3交流调速系统的分类；
转差功率消耗型调速系统
回馈型
不变型
4变频调速的基本要求：
在频率变化时候仍能保持磁通恒定（实现恒励磁通变频调速）
S g g m s N 114.44E E ΦN k k f f ==
控制好 E g 和 f 1 ，便可达到控制磁通Φm 的目的
5基频以下和基频以上；
6异步电机的等效电路；
7变频器的任务及不同分类方法；
任务：
是把频率和电压恒定的电网电压变成频率和电压可调的交流电，简写为VVVF 分类：
间接变频
直接变频
8恒压频比控制的机械特性及特点；
在恒压频比的条件下从基频向下改变频率 1时，机械特性基本上是平行下移，仍为船头形
9恒气隙磁通控制（恒Eg/w1）的机械特性及特点；
10恒转子磁通控制（恒Er/w1）的机械特性及特点；
11基频以上变频调速时的机械特性；
当角频率提高时，同步转速随之提高，最大转矩减小，机械特性上移，而形状基本不变，机械特性变软
12转差频率控制的概念和两个前提条件；
控制转差频率就代表控制转矩，这就是转差频率控制基本概念
前提：
13通用变频器的工作原理及图中主要环节的作用。
ch7
1交流异步电动机调压调速系统的机械特性及特点，针对恒转矩负载和风机类负载分析其稳态工作点和调速范围；
转速或转差率一定时，电磁转矩与定子电压的平方成正比。
空载转速点；
三类工作点：稳定、临界和不稳定。
负载特性：T=Cn a
调速范围:D=n max/n min
负载特性：T=Cn a
α= -1：恒功率负载
α= 0：恒力矩负载
α= 2：风机水泵负载
结论
1 ）改变定子电压U1可以在额定转速n e之下平滑调速；
2 ）恒力矩负载下的调压调速采用力矩电机较合理；
3 ）调压调速比较适合用于风机水泵类负载；
4 ）要提高调速系统的调速性能，必须使用闭环调节技术；
2电气串级调速系统的思想；
3异步电动机电气串级调速系统的原理图及调速原理分析；
4电气串级调速系统高效率低功率因数的特点及应用场合。
☐一般串级调速系统在高速运行时的功率因数为0.6~0.65，比正常接线时电动机的功率因数减少0.1左右；
☐在低速时可降到0.4~0.5（对调速范围为2的系统）。
这是串级调速系统的主要缺点。
串级调速常用于调速范围不大(1.5~2)的场合。