自控原理2(里面包含全部考点)
自动控制原理第二版
自动控制原理第二版自动控制原理是现代控制工程的基础课程，它涵盖了控制系统的基本概念、原理和方法，对于工程技术人员来说具有重要的理论和实践意义。
本文将从控制系统的基本概念、控制系统的分类、控制系统的性能指标、控制系统的稳定性分析、控制系统的校正和整定等方面进行介绍。
首先，控制系统是由控制器、被控对象和控制对象组成的。
控制系统的目标是使被控对象的输出与期望的参考输入信号相匹配，实现对被控对象的控制。
控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
开环控制系统是指控制器的输出不受被控对象的影响，而闭环控制系统是指控制器的输出受到被控对象的反馈影响。
其次，控制系统的性能指标包括稳定性、动态性能和静态精度。
稳定性是指控制系统在受到干扰或参数变化时，能够保持稳定的特性。
动态性能是指控制系统对于输入信号的响应速度和振荡情况。
静态精度是指控制系统在稳态下对于输入信号的精确度。
控制系统的稳定性分析是控制系统设计的重要内容。
稳定性分析包括了判据、判据的稳定性判定、稳定性判据的应用等内容。
控制系统的稳定性分析是控制系统设计的重要内容。
稳定性分析包括了判据、判据的稳定性判定、稳定性判据的应用等内容。
控制系统的校正和整定是控制系统设计的重要内容。
控制系统的校正和整定包括了控制器参数的校正和整定方法、控制系统性能的优化方法等内容。
总结而言，自动控制原理是现代控制工程的基础课程，它涵盖了控制系统的基本概念、原理和方法。
掌握自动控制原理对于工程技术人员来说具有重要的理论和实践意义。
希望本文所介绍的内容能够为读者对自动控制原理有一个清晰的认识，并能够在实际工程中得到应用。
自动控制原理知识点
第一节自动控制的基本方式一、两个定义:（1）自动控制：在没有人直接参与的情况下, 利用控制装置使某种设备、装置或生产过程中的某些物理量或工作状态能自动地按照预定规律变化或数值运行的方法, 称为自动控制。
（2）自动控制系统: 由控制器(含测量元件)和被控对象组成的有机整体。
或由相互关联、相互制约、相互影响的一些元部件组成的具有自动控制功能的有机整体。
称为自动控制系统。
在控制系统中, 把影响系统输出量的外界输入量称为系统的输入量。
系统的输入量, 通常指两种：给定输入量和扰动输入量。
给定输入量, 又常称为参考较输入量, 它决定系统输出量的要求值或某种变化规律。
扰动输入量, 又常称为干扰输入量, 它是系统不希望但又客观存在的外部输入量, 例如, 电源电压的波动、环境温度的变化、电动机拖动负载的变化等, 都是实际系统中存在的扰动输入量。
扰动输入量影响给定输入量对系统输出量的控制。
自动控制的基本方式二、基本控制方式(3种)1.开环控制方式(1)定义:控制系统的输出量对系统不产生作用的控制方式, 称为开环控制方式。
(2)具有这种控制方式的有机整体, 称为开环控制系统。
(3)如果从系统的结构角度看, 开环控制方式也可表达为, 没有系统输出量反馈的控制方式。
(4)职能方框图任何开环控制系统, 从组成系统元部件的职能角度看, 均可用下面的方框图表示。
2、闭环控制方式(1) 定义:系统输出量直接或间接地反馈到系统的输入端, 参予了系统控制的方式, 称为闭环控制方式。
如果从系统的结构看, 闭环控制方式也可表达为, 有系统输出量反馈的控制方式。
自动控制的基本方式工作原理开环调速结构基础上引入一台测速发电机, 作为检测系统输出量即电动机转速并转换为电压。
反馈电压与给定电压比较(相减)后, 产生一偏差电压, 经电压和功率放大器放大后去控制电动机的转速。
当系统处于稳定运行状态时, 电动机就以电位器滑动端给出的电压值所对应的希望转速运行。
(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。
自动控制原理重点知识整理
自动控制原理重点知识点第一章 绪论P1 自动控制系统（由控制装置和被控对象组成）是指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。
P5 自动控制系统分类：1、线性和非线性2、连续和离散3、自动调节和随动（跟踪） P7 控制系统的基本要求：稳定性高、响应速度快、精确度高。
第二章、 数学基础P13 拉普拉斯变换： δ（t ）→1；1（t ）→1s；21t s→.第三章、 控制系统的数学模型P25 控制系统的数学模型是描述系统内部各物理量之间的关系的数学表达式。
建立方法：分析法和实践法。
简化的数学模型通常是一个线性微分方程。
P26 建立步骤：1、 根据系统或元器件的工作原理，确定系统和各元器件的输入/输出变量。
2、 从输入端开始，按信号的传递顺序，依照各变量所遵循的物理或化学定律，按技术要求忽略一些次要因素，并考虑相邻器件的彼此影响，列出微分方程式或微分方程组。
3、 消去中间变量，求得描述输入量与输出量得微分方程式。
4、 标准化，即将与输入变量有关的各项放在等号右侧，将与输出变量有关的各项放在等号左侧，并按降幂顺序排列。
P29 线性定常系统的传递函数定义为：在零初始条件下，输出量与输入量的拉普拉斯变换之比。
P31 传递函数的几点说明：1、 传递函数只适用于线性定常系统。
2、传递函数是真分式函数。
3、与外作用形式无关。
4、对于MIMO 系统没有统一的传递函数。
5、传递函数不能反映非零初始条件下系统的全部运动规律。
6、一定的传递函数有一定的零极点分布图与之对应。
7、传递函数的几种表示形式。
（略） P32典型环节及其传递函数： 1、比例环节（放大环节）：c （t ）=Kr （t ）； G （s ）=K 2、惯性环节：Td c d t()()c t r t +=； G （s ）=11T s +3、积分环节：c （t ）=()r t dt ⎰； G （s ）=1s4、振荡环节： ()()2222d c dc TTc t r t dtdtξ++=；()222221212nn nG s T s Ts s s ωξξωω==++++5、 微分环节：理想、一阶、二阶分别是()()()()()()()()222,,2dr t dr t dr t d r c t c t r t c t r t dtdtdtdtττξτ==+=++()()()22,1,21G s s G s s G s s s ττξτ==+=++P35结构图：1、 并联、串联。
自动控制原理知识点
自动控制原理知识点自动控制原理是研究如何有效地对系统进行控制的一门学科。
以下是一些与自动控制原理相关的知识点：1. 控制系统：自动控制原理研究的对象是各类控制系统。
控制系统通常由输入、输出、执行器和传感器组成。
输入是系统的控制命令，输出是系统的控制结果。
执行器根据输入控制命令来执行相应的动作，传感器用于检测系统的状态并将信息反馈给控制器。
2. 控制器：控制器是控制系统中的关键部分，用于决定执行器的控制命令。
常见的控制器包括比例控制器（P控制器）、积分控制器（I控制器）和微分控制器（D控制器）。
这些控制器可以根据系统的需求进行组合以实现更好的控制效果。
3. 反馈：自动控制原理中的一个重要概念是反馈。
反馈是通过传感器将系统的实际输出信息反馈给控制器，以便控制器可以根据实际输出对控制命令进行调整。
反馈可以帮助控制系统实现更准确、稳定的控制。
4. 控制策略：控制系统可以采用不同的控制策略来实现不同的控制目标。
常见的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制、比例-积分控制、比例-微分控制和模糊控制等。
每种控制策略都有其特定的适用场景和优缺点。
5. 系统建模：在进行自动控制设计之前，需要对要控制的系统进行建模。
系统建模可以分为传递函数模型和状态空间模型两种。
传递函数模型通常用于线性系统，而状态空间模型适用于线性和非线性系统。
6. 频域分析：频域分析是自动控制原理中常用的分析方法之一，用于理解系统的频率响应特性。
常见的频域分析方法包括频率响应曲线、Bode图和Nyquist图等。
7. 闭环控制与开环控制：自动控制系统可以分为闭环控制和开环控制两种。
闭环控制中，系统的输出信息被反馈给控制器，以便对控制命令进行调整，以达到系统要求的性能。
而开环控制中没有反馈，系统的控制命令只基于输入信号来决定。
8. 鲁棒控制：鲁棒控制是自动控制原理中一种可以应对系统参数变化、外界扰动等不确定性因素的控制方法。
鲁棒控制可以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
自控原理cp2第二章
23
叠加原理
叠加原理含有两重含义，即可叠加性和均匀性（或 叫齐次性）。
例： 设线性微分方程式为
d 2c(t) dc(t) c(t) r(t) dt dt
若 r(t) r1(t) 时，方程有解 c1(t)，而 r(t) r2(t)时，
方程有解 c2(t) ，分别代入上式且将两式相加，则显 然有，当 r(t) r1(t) ＋r2 (t) 时，必存在解 为 c(t) c1(t) c2(t) ，即为可叠加性。
ur
8
• 例3. 设有一弹簧•质 量• 阻尼动力系统如 图所示，当外力F(t)作 用于系统时，系统将
产生运动，试写出外 力F(t)与质量块的位移 y(t)之间的动态方程。 其中弹簧的弹性系数 为k，阻尼器的阻尼系 数为f，质量块的质量 为m。
F(t) f
k M y(t)
解：分析质量块m受力，有
基本步骤： 分析各元件工作原理,明确输入、输 出量 建立输入、输出量的动态联系 消去中间变量 标准化微分方程
4
列写微分方程的一般方法
• 例1. 列写如图所示RC网络的微分方程。 R
i
ur
C
uc
5
解：由基尔霍夫定律得:
ur
Ri
1 C
idt
uc
1 C
idt
i＝C duC dt
1 C2s
(1 R1C1s)(1 R2C2 s)
Ur (s)
1 R1 C1s
R1C1C2 s 2
R1
1 C1s
(c)
R2
1 Cs
Uc
(s)
R2
自考自动控制理论(二)知识要点总结
第一章概论第一节自动控制和自动控制系统的基本概念1.自动控制：应用控制装置自动的、有目的地控制或调节机器设备或生产过程，使之按照人们规定的或者是希望的性能指标运行。
2.常规控制器的组成：⑴定值元件。
⑵比较元件。
⑶放大元件。
⑷反馈元件。
第二节自动控制系统的分类一、按自动控制系统是否形成闭合回路分类：1.开环控制系统：一个控制系统，如果在其控制器的输入信号中不包含受控对象输出端的被控量的反馈信号，则称为开环控制系统。
2.闭环控制系统：一个控制系统，如果在其控制器的输入信号中包含来自受控对象输出端的被控量的反馈信号，则称为闭环控制系统，或称为反馈控制系统。
二、按信号的结构特点分类：1.反馈控制系统：是根据被控量和给定值的偏差进行调节的，最后使系统消除偏差，达到被控量等于给定值的目的。
2.前馈控制系统。
3.前馈—反馈复合控制系统。
三、按给定值信号的特点分类：1.恒值控制系统：若自动控制系统的任务是保持被控量恒定不变，也即是被控量在控制过程结束在一个新的稳定状态时，被控量等于给定值。
2.随动控制系统：它又称随动系统，它是被控量的给定值随时间任意变化的控制系统，随动控制系统的任务是在各种情况下使被控量跟踪给定值的变化。
3.程序控制系统：在这类系统中，被控量的给定值是一个已知的时间函数，控制的目的是要求被控量按确定的给定值时间函数来改变。
四、按控制系统信号的形式分类：1.连续时间系统：当控制系统的传递信号都是时间的连续函数，这种系统称之为连续（时间）控制系统。
连续控制系统又常称作为模拟量控制系统。
2.离散（时间）控制系统：控制系统在某处或几处传递的信号是脉冲系列或数字形式的在时间上是离散的系统，称为离散控制系统或离散时间控制系统。
第四节对自动控制系统的性能要求1.控制系统的动态过程有哪几种？答：⑴单调过程。
⑵衰减振荡过程。
⑶等幅振荡过程。
⑷渐扩震荡过程。
2.自动控制系统的性能要求：⑴稳定性。
⑵快速性。
⑶准确性。
自动控制原理知识点汇总2篇
自动控制原理知识点汇总2篇自动控制原理知识点汇总：第一篇自动控制原理是现代控制工程的基石之一，它涉及到控制系统的设计、分析与运行。
自动控制原理涵盖了许多重要的概念和理论，对于控制工程师和相关领域的研究人员来说，了解并掌握这些知识点是必不可少的。
1. 控制系统的分类控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
开环控制系统只根据输入信号来控制输出信号，没有考虑反馈信息；闭环控制系统则通过从输出信号中提取反馈信息来调整输入信号，以实现对输出信号的精确控制。
2. 传递函数与状态空间模型传递函数是描述控制系统输入输出关系的数学模型。
它是输入信号和输出信号之间的转移函数，可以通过对传递函数的频域分析来了解系统的特性。
而状态空间模型则是描述系统动态行为的数学模型，可以通过矩阵运算来描述系统的状态和状态变化。
传递函数和状态空间模型是控制系统分析和控制设计的基础。
3. 系统稳定性系统稳定性是衡量控制系统性能的重要指标之一。
稳定系统指的是当系统达到稳定状态时，系统输出不会发生无限增长或无限衰减的情况。
常见的稳定性准则有极点位置判据和Nyquist稳定准则等。
4. PID控制器PID控制器是一种常用的控制器类型，它是通过比较目标值和实际值的偏差，根据比例、积分和微分三个部分计算出控制信号，从而实现对输出值的调节。
PID控制器可以通过合理的参数调整来达到系统的稳定性和快速响应。
5. 反馈控制反馈控制是指通过从输出信号中提取反馈信息，并比较反馈信息与目标值之间的差异来调节输入信号。
反馈控制可以提高系统的稳定性、精度和鲁棒性，常见的反馈控制方法有比例-积分-微分（PID）控制、模糊控制和自适应控制等。
自动控制原理知识点汇总：第二篇6. 调节与跟踪控制调节控制是指控制系统根据设定值调整输出信号，使其逐渐达到设定值附近。
跟踪控制则是指控制系统根据跟踪参考信号，使输出信号与参考信号保持一致。
调节控制和跟踪控制是控制系统常见的两种工作模式。
《自动控制原理》课程考试 复习要点
《自动控制原理》课程考试复习要点第1章控制原理绪论一、主要内容1、自动控制的概念，控制系统中各部分名称及概念2、开环控制于闭环控制的区别，负反馈原理3、系统的分类4、方框图绘制（原理图）5、对自动控制系统的一般要求（稳、准、快）二、自动控制概念中的基本知识点1、闭环系统（或反馈系统）的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用。
2、典型闭环系统的功能框图。
自动控制在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。
自动控制系统由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统。
被控制量在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。
控制量作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。
扰动量干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。
反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。
反送到输入端的信号称为反馈信号。
负反馈反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。
负反馈控制原理检测偏差用以消除偏差。
将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。
然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。
开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。
开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。
闭环控制系统凡是系统输出端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，叫作闭环控制系统。
自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。
复合控制系统复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。
它在闭环控制的基础上，用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道，用以提高系统的精度。
自动控制系统组成组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件1．给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号)，这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。
自动控制原理知识点归纳
自动控制原理知识点归纳1.控制系统的基本概念：-控制对象：需要被控制的对象，可以是一个物理系统、电子设备或生产工艺等。
-控制器：用于监测和调节控制对象的设备或程序，根据输入信号产生输出信号以实现控制。
-反馈：通过采集控制对象的输出信息，并与给定的参考信号进行比较，形成误差信号，作为控制器的输入信号。
-开环控制和闭环控制：开环控制仅根据输入信号直接控制对象，闭环控制则根据反馈信号和误差信号来调节控制器的输出信号。
2.控制系统的数学模型：-状态空间模型：使用微分方程或差分方程描述控制对象的状态变化及其对输入和输出的影响。
-传递函数模型：通过拉普拉斯变换将控制系统描述为输入和输出之间的传递函数。
传递函数描述了系统对输入信号的响应过程。
3.控制系统的稳定性分析：-稳定性定义：稳定性是指控制系统的输出在无穷远处有一个有限的稳定值或震荡在一些范围内。
-稳定性判据：利用特征方程的根的位置或特征值来判断控制系统的稳定性。
- 稳定性分析方法：Bode图法、Nyquist图法、根轨迹法等。
4.控制系统的性能指标：-响应速度：指控制系统从输入信号发生变化到输出信号稳定在其稳定值所需要的时间。
-精度：指控制系统输出信号与给定信号的误差大小。
-稳定度：指控制系统输出信号在稳定状态下的波动程度。
-鲁棒性：指控制系统对参数变化、外部扰动和测量误差的抗干扰能力。
5.控制器的设计方法：-比例控制器：根据误差信号的大小，直接乘以比例系数后作为控制器的输出信号。
-积分控制器：根据误差信号的积分值，乘以积分系数后作为控制器的输出信号，用于消除系统的稳态误差。
-微分控制器：根据误差信号的变化率，乘以微分系数后作为控制器的输出信号，用于提高系统的快速响应能力。
6.控制系统的频域分析：-频率响应：描述控制系统在不同频率下对输入信号的变化如何进行响应的性能。
-奈奎斯特稳定判据：通过绘制控制系统的奈奎斯特曲线，判断系统的稳定性和相位裕度。
-传递函数：利用拉普拉斯变换将控制系统描述为输入和输出之间的传递函数，从而分析系统的频率特性。
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：
自动控制原理各章知识精选全文完整版
(s), (t) E(s), e(t) cdesired (t) c(t)
E(s) 1 (s)
H
G (s)
1
H
H
⑵ e(t) ets (t) ess (t)
暂态 稳态
单位负反馈系统开环传函
r(t)
1 2
t2
时稳态误差
Ts 1 E(s) Ts 1 s3
e(t)
T
2. 运动方程式
确定输入量、输出量 列写各元件运动方程 消除中间变量 化为标准形式
RL
u1
C u2
Fi
K
m
f
y
L
C
u1
u2
R
R1
u1
C
R2 u2
LC
d 2u2 dt 2
RC
du2 dt
u2
u1
m
d2y dt 2
f
dy dt
Ky
Fi
LC
d 2u2 dt 2
RC
du2 dt
u2
RC
du1 dt
tg1 1 2 cos1
p e 1 2 100 %
d. c(t) c() c() t ts
2%或5%
4 ts n
2%
3 ts n
5%
d. N : 振荡次数
N ts Td
Td
2 d
d n 1 2
tr , t p 评价响应速度
p , N 评价阻尼程度
ts
以分析，并将分析结果应用于工程系统的综合和自然界 系统的改善。 自动控制
毋需人直接参与，而是被控制量自动的按预定规律变 化的控制过程。
4. 开环控制、闭环控制、反馈控制原理
自动控制原理基本知识点
自动控制原理基本知识点1.控制系统的基本组成和结构：自动控制系统一般由被控对象、传感器、控制器和执行器组成。
被控对象是需要控制的物理系统，传感器用于采集被控对象的参数信息，控制器根据采集到的参数信息进行计算和控制命令的输出，执行器负责根据控制命令对被控对象进行操作。
2.控制器的种类和工作原理：常见的控制器有比例控制器、积分控制器、微分控制器和PID控制器等。
比例控制器的输出与被控对象的参数成比例，用于消除静差；积分控制器的输出与被控对象参数的积分值成正比，用于消除稳态误差；微分控制器的输出与被控对象参数的变化率成正比，用于提高系统的动态响应速度；PID控制器是由比例、积分和微分控制器组成的综合控制器，可以在一定程度上综合利用比例、积分和微分控制器的优点。
3.系统的稳定性和稳定裕度：在自动控制系统中，稳定性是一个重要的性能指标。
系统稳定性的判据是该系统在无限时间内的响应能否在有限范围内振荡或逐渐衰减趋于平衡态。
稳定裕度是指系统实际稳定边界与临界稳定边界之间的差值，用于评估系统稳定性的好坏。
较大的稳定裕度意味着系统对参数变化和负载干扰具有较强的抵抗能力。
4.控制系统的性能指标：自动控制系统的性能指标包括稳态误差、动态响应和抗干扰能力等。
稳态误差是指系统在稳定工作状态下与期望值之间的差别，可以通过选择合适的控制器和调节参数来降低；动态响应是指系统在受到扰动或控制命令改变时，恢复到新的稳定状态所需的时间和过程，可以通过调节控制器的参数来提高；抗干扰能力是指系统对于外部干扰的响应能力，可以通过增加控制器的增益和改进控制策略来改善。
5.开环控制和闭环控制：自动控制系统可以分为开环控制和闭环控制两种模式。
开环控制是指输出量不通过传感器进行反馈，仅根据期望输入和系统模型进行控制。
闭环控制是指输出量通过传感器进行反馈，并与期望输入进行比较后进行控制。
闭环控制可以实现对系统的实时监测和修正，具有较好的稳定性和鲁棒性。
(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。
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自动控制理论（1）试题第一部分 选择题一、单项选择题(本大题共15小题，1—5小题，每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分)1．正弦函数sin t ω的拉氏变换是（ ）A.ω+s 1B.22s ω+ω C.22s s ω+ D. 22s 1ω+ 2．一阶系统G(s)=1Ts K+的放大系数K 愈小，则系统的输出响应的稳态值（ ）A.不变B.不定C.愈小D.愈大 3．二阶系统当0<ζ<1时，如果增加ζ，则输出响应的最大超调量p σ将（ ） A.增加 B.减小 C.不变 D.不定4．下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（ ） A.劳斯判据 B.赫尔维茨判据 C.奈奎斯特判据 D.根轨迹法 5．设单位负反馈系统的开环传函为G(s)=3)1s (22+，那么它的相位裕量γ的值为（ ）A.15ºB.60ºC.30ºD.45º6．滞后——超前校正装置的相角是，随着ω的增大（ ） A.先超前再滞后 B.先滞后再超前 C.不超前也不滞后 D.同时超前滞后 7．主导极点的特点是（ ） A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近8．若系统的状态方程为u 10X 4013X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-= ，则该系统的特征根为（ ） A.s 1=-3,s 2=-4 B.s 1=3,s 2=4C.s 1=1,s 2=-3D.s 1=-3,s 2=4 9．确定根轨迹的分离点和会合点，可用（ ） A.0)j (H )j (G 1=ωω+ B.幅值条件 C.幅角条件 D.0dsdk=10．某校正环节传递函数G c (s)=1s 101s 100++，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ ）A.(0,j0)B.(1,j0)C.(1,j1)D.(10,j0)11．研究随动系统时，常用的典型输入信号是（ ） A.脉冲函数 B.斜坡函数 C.阶跃函数 D.正弦函数12．设积分环节的传递函数为G(s)=sK，则其频率特性幅值M(ω)=（ ） A.ωKB.2K ωC.ω1D.21ω13．当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节14．若系统u 1b X 1002X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--= 具有可控性，则常数b 的取值应为（ ） A.b=0 B.b ≠0C.b=1D.b ≠115．由电子线路构成的控制器如图，它是（ ）A.PI 控制器B.PD 控制器C.PID 控制器D.P 控制器第二部分 非选择题二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)16．常规控制器中定值元件的作用是产生 信号，其类型应与 来的信号一致。
17． 、 和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。
18．二阶振荡环节的标准传递函数是 。
19．系统随时间变化，状态向量x(t)在状态空间中描绘出 。
20．一阶系统1Ts 1+的单位阶跃响应为 。
21．设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω，则)(R ω称为 。
22．在小迟延及低频情况下，迟延环节的频率特性近似于 的频率特性。
23．已知单位反馈系统的开环传递函数为)1Ts (s K)s (G +=，若要求带宽增加a 倍，相位裕量保持不变，则K 应为 ，T 应为 。
24．若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则这两个极点之间必定存在 点。
25．滞后校正装置最大滞后角的频率m ω= 。
三、名词解释(本大题共5小题，每小题2分，共10分) 26．自动控制27．传递函数的极点 28．稳态误差e ss 29．最小相位系统 30．状态空间表达式四、简答题(本大题共6小题，每小题4分，共24分)31．正弦输入函数在控制系统的分析和综合中有什么用处？ 32．PD 控制器中微分时间T d 对控制系统过渡过程有什么影响？ 33．什么叫相位裕量？什么叫增益裕量？34．简要说明发电机闭环励磁控制系统工作原理。
35．已知闭环二阶系统频率特性106j )j (10)j (G 2+ω+ω=ω，试问有无谐振频率r ω？为什么？36．高阶系统中哪些闭环极点对系统的影响可以忽略？五、计算题(本大题共4小题，37—38小题每小题8分，39—40小题每小题10分，共36分)37．已知单位反馈控制系统的开环传递函数为)5s (s 4)s (G 0+=求1）单位阶跃响应；2）单位斜坡响应。
38．设控制系统的闭环传递函数为6s 5s 1s )s (R )s (Y )s (G 2+++== 试求状态空间描述的对角标准形。
39．某无源RLC 网络如图所示，当ω=5rad/s 时，其频率特性G(j ω)的幅值M(ω)=2,相角︒-=ωθ90)(，试求其传递函数G(s)。
40．已知某系统动态结构图如图所示，试用奈氏判据判断其稳定性并指出不稳定极点的个数。
自动控制理论(2)试题一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。
1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分)1.对于欠阻尼的二阶系统，当阻尼比ξ保持不变时，( ) A.无阻尼自然振荡频率ωn 越大，系统的峰值时间t p 越大 B.无阻尼自然振荡频率ωn 越大，系统的峰值时间t p 越小 C.无阻尼自然振荡频率ωn 越大，系统的峰值时间t p 不变 D.无阻尼自然振荡频率ωn 越大，系统的峰值时间t p 不定2.开环传递函数为G(s)H(s)=Ks s ()()++13，则实轴上的根轨迹为( )A.［-1,∞)B.［-3，-1］C.(-∞,-3］D.［０，∞) 3.若系统的状态方程为X ∙=1011-⎡⎣⎢⎤⎦⎥X+01⎡⎣⎢⎤⎦⎥u ，则该系统的特征根为( ) A.s 1=1,s 2=-1 B.s 1=-1,s 2=1C.s 1=1,s 2=1D.s 1=-1,s 2=-14.在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( )A.低频段B.中频段C.高频段D.无法反映 5.由电子线路构成的控制器如图，它是( ) A.超前校正装置B.滞后校正装置C.滞后—超前校正装置D.超前—滞后校正装置6.进行串联超前校正后，校正前的穿越频率ωc 与校正后的穿越频率ω′c 的关系，通常是( )A.ωc =ω′cB.ωc >ω′cC.ωc <ω′cD.ωc 与ω′c 无关 7.设开环系统的频率特性G(j ω)=413()+j ω,当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值M(1)=( )A.22B.2 C.42 D.248.状态转移矩阵(t)的重要性质有( )A. θ(0)=1B. θ-1(t)=- θ(t)C. θk (t)=k θ(t)D. θ(t 1+t 2)= θ(t 1)+ θ(t 2) 9.比例环节的频率特性相位移θ(ω)=( )A.90°B.-90°C.0°D.-180° 10.PI 控制规律指的是( )A.比例、微分B.比例、积分C.积分、微分D.比例、积分、微分11.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的( )A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是 12.随动系统中常用的输入信号是斜坡函数和( )A.阶跃函数B.脉冲函数C.正弦函数D.抛物线函数 13.在系统开环传递函数中增加零点，将使系统的超调量ζp( )A.增加B.减小C.不变D.不定14.如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比ξ的值为( ) A.0≤ξ≤0.707 B.0<ξ<1 C.ξ>0.707 D.ξ>115.运算放大器的特点为( )A.高输入阻抗，高输出阻抗B.高输入阻抗、低输出阻抗C.低输入阻抗，高输出阻抗D.低输入阻抗、低输出阻抗 二、填空题(每小题1分，共10分)1.根据控制系统元件的特性，控制系统可分为______ 控制系统、______控制系统。
2.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和______。
3.信号流图中，节点可以把所有____的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的____。
4.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_______。
5.超前校正装置的最大超前角所对应的频率ωm = 。
6.二阶振荡环节的谐振频率ωr 与阻尼系数ξ的关系为ωr =______。
7.状态方程X ∙=AX+Bu 的解为X(t)=_______。
8.如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则在这两个极点间必定存在______。
9.在系统开环传递函数中增加极点，对系统的_______性能是不利的。
10.如果要求系统的快速性好，则______应距离虚轴越远越好。
三、名词解释(每小题2分，共10分) 1.反馈控制系统 2.稳定性3.局部反馈校正4.最小相位系统5.主导极点四、简答题(每小题4分，共24分) 1.试写出闭环频率特性性能指标。
2.在0<ξ<1,ξ=0,ξ≥1三种情况下，标准二阶系统的单位阶跃响应特性分别是什么?3.试说明惯性环节G(s)=11Ts +的频率特性，并画出其频率特性的极坐标图。
4.设开环传递函数G(s)=10210()()S S ++，试说明开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。
5.试写出PID 控制器的传递函数。
6.设系统的状态空间描述为X ∙=--⎡⎣⎢⎤⎦⎥4123X+12⎡⎣⎢⎤⎦⎥1u y=［1 0］X试判别系统状态的可控性和可观测性。
五、计算题(第1、2小题每题8分，第3、4小题每题10，共36分) 1.设系统的闭环传递函数为G c (s)=ωξωωnn ns s 2222++，试求最大超调量ζp =9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数ξ和ωn 的值。
2.设系统微分方程为 y +2 y +3y= u +u ，试求该系统的状态空间描述。
3.系统方框图如下，试画出其信号流图，并求出传递函数()C s R s ()。
4.设控制系统的开环传递函数为 G(s)=Ks s s ()()++24试绘制该系统的根轨迹，并求出使系统稳定的K 值范围。
浙江省2002年1月高等教育自学考试自动控制理论(二)试题参考答案课程代码：02306一、单选择题(1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分) 1.B 2.B 3.A 4.C 5.A 6.C 7.B 8.A 9.C 10.B 11.C 12.D 13.B 14.A 15.B 二、填空题(每小题1分，共10分) 1.线性，非线性 2.准确性3.输入支路，输出支路4.正弦函数5.12T β6.ωn 122-ξ7. θ(t)X(0)+∫t 0θ(t-η)Bu(η)d η 8.分离点 9.动态10.闭环极点三、名词解释(每小题2分，共10分)1.反馈控制系统根据被控量与给定值的偏差进行调节，最后使系统消除偏差，达到被控量等于给定值的目的，是一种闭环控制系统。