北京工业大学自动控制原理期末复习
北京工业大学自动控制原理期末复习49页PPT
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣Байду номын сангаас的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
自动控制原理期末复习资料
900 ar1 c0 t0..3 g 0 c 2c 2406a rc1t0g0..30 c2c2 44 0
0.3c 10.02c2Βιβλιοθήκη 0.96c 2.7ra/sd
( 4 ) L(c )2l0g K2l0g 2.72l0g0.227 1
例4 设系统的特征方程为
s 5 2 s 4 2 s 3 4 4 s 2 2 8 s 4 3 0 6
判断系统的稳定性。
解 列劳斯表
s5
1
24 23
s4
2
48
46→ 2 s 4 4 s 2 8 4 0 6
s3
224480 223460 0 求导 8s39s6 0
2
2
列出新劳斯表
s5
1
P1G1G2 P2 G3
1211H1 (s)1H 1G 1 G G 1 2 G G 2 3 (1 G 1 G H 2 1 )G 3H 1
第三章 时域分析法
1 控制系统的时域指标（五项指标） 2 二阶系统分析 3 系统的稳定性和代数判据 4 稳态误差的分析和计算
一.五项指标
• 1.上升时间tr 响应曲线从零首次上升到稳态值h(∞)所需的时间，称为 上从升稳时态间 值。 的对10于%响上应升曲到线90无%振所荡需的的系时统间，。tr是响应曲线 延迟时间td:响应曲线第一次到达终值一半所需的时间。
第一章 绪论 自动控制的一般概念
一.自动控制系统的概念
自动控制系统是指由控制装置与被控对象结合 起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控 制的一个有机整体。
经典控制理论和现代控制理论两个发展阶段. 二.对控制系统的基本要求
北京工业大学《自动控制原理》2018-2019学年第二学期期末试卷
北京工业大学2018——2019学年第2学期《自动控制原理》考试试卷A卷考试说明：考试时间：95分钟考试形式（开卷/闭卷/其它）:闭卷适用专业：信息学部自动化学院自动化专业、机器人工程专业承诺：本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。
若有违反，愿接受相应的处分。
承诺人：学号：班号：。
注：本试卷共4大题，满分100分，由考试试卷.pdf和答题纸.word两个文档构成。
考试时必须使用答题纸.word文档作答，并将答案嵌入在题目下方，如因答案嵌入在其他位置而造成的成绩缺失由考生自己负责。
卷面成绩汇总表（阅卷教师填写）题号一二三四总成绩满分20202040得分得分一、填空题（每小题2分，共20分）1.自动控制系统的基本组成部分包括______、______、______和______。
2.在闭环控制系统中，控制器的作用是根据______信号和______信号之间的差异来生成控制信号。
3.比例控制器的输出信号与输入信号的比值称为______。
4.在自动控制系统中，______负责将控制信号转换为被控对象的输入信号。
5.控制系统的稳态误差是指系统输出在稳定状态下与期望输出之间的______。
6.自动化控制系统通过对生产过程的______进行监测和调节，实现生产效率和质量的提高。
7.控制系统中，______用于对反馈信号进行处理和调节，生成控制器的输入信号。
8.反馈器的作用是判别被控对象的输出与期望输出之间的______。
9.比例-______-微分（PID）控制器是常用的控制器类型之一。
10.控制系统的输入信号经过______处理后，通过______作用于被控对象，产生相应的输出。
得分二、选择题（每小题2分，共20分）1.在自动控制系统中，反馈的作用是：a)控制系统的输入信号b)提供被控对象的输入信号c)判别被控对象的输出与期望输出之间的差异d)调节比例增益2.比例控制器的输出信号与输入信号的比值称为：a)增益b)反馈c)控制信号d)误差3.开环控制系统和闭环控制系统的区别在于：a)是否有传感器b)是否有反馈c)控制器的类型不同d)开关的位置不同4.PID控制器中的"PD"代表：a)比例-微分b)比例-差分c)积分-微分d)比例-导数5.在自动控制系统中，执行器的作用是：a)测量被控对象的信号b)控制控制器的输出信号c)将控制信号转换为被控对象的输入信号d)判别被控对象的输出与期望输出之间的差异6.控制系统的稳态误差是指：a)系统输出的稳定波动范围b)控制信号的变化范围c)期望输出与实际输出之间的差异d)控制系统的输入信号与输出信号之间的误差7.变频器常用于控制：a)温度b)压力c)电流d)转速8.自动化控制系统能够实现的效果包括：a)提高生产效率和质量b)减少生产成本c)增加设备的寿命d)降低能耗9.控制系统中的传感器用于：a)测量被控对象的输入信号b)判别输出与期望输出之间的差异c)调节比例增益d)生成控制信号10.自动化原理中的反馈控制是一种：a)有源控制b)无源控制c)开环控制d)闭环控制得分三、判断题（每小题2分，共20分）当然，以下是十道判断题：1.在闭环控制系统中，控制器的输出信号根据传感器测量值和设定值之间的差异来生成。
自动控制原理期末试题3套及答案一套
⾃动控制原理期末试题3套及答案⼀套⾃动控制理论（A/B 卷闭卷）⼀、填空题（每空 1 分，共15分）1、反馈控制⼜称偏差控制，其控制作⽤是通过与反馈量的差值进⾏的。
2、复合控制有两种基本形式：即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联⽅式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为（⽤G 1(s)与G 2(s) 表⽰）。
4、典型⼆阶系统极点分布如图1所⽰，则⽆阻尼⾃然频率=n ω，阻尼⽐=ξ，该系统的特征⽅程为，该系统的单位阶跃响应曲线为。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为。
6、根轨迹起始于，终⽌于。
7、设某最⼩相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为。
8、PI 控制器的输⼊－输出关系的时域表达式是，其相应的传递函数为，由于积分环节的引⼊，可以改善系统的性能。
⼆、选择题（每题 2 分，共20分）1、采⽤负反馈形式连接后，则 ( )A 、⼀定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能⼀定会提⾼；C 、⼀定能使⼲扰引起的误差逐渐减⼩，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提⾼系统的稳定性没有效果 ( )。
A 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反馈；C 、增加开环零点；D 、引⼊串联超前校正装置。
3、系统特征⽅程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平⾯闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作⽤下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、型别2B 、系统不稳定；C 、输⼊幅值过⼤；D 、闭环传递函数中有⼀个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈⼝符号为“-” ；B 、除r K 外的其他参数变化时；C 、⾮单位反馈系统；D 、根轨迹⽅程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。
自动控制原理期末期末复习题
自动控制原理期末复习题一、填空题1．反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。
2．复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
3．两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4．若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。
5．根轨迹起始于 ，终止于 。
6．设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。
7．PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。
8．在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。
9．自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 ；当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时，称为 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。
10．稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 ；在频域分析中采用 。
11．传递函数是指在 初始条件下．线性定常控制系统的 与 之比。
12．设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
13．频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标 ，它们反映了系统动态过程的 。
14．对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： ．快速性和 。
15．控制系统的 称为传递函数。
一阶系统传函标准形式是 ，二阶系统传函标准形式是 。
16．在经典控制理论中，可采用 ．根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。
自动控制原理期末总复习
二、 控制系统的数学模型
本章主要内容：
实际系统 方程组 代入消元，得到微分方程或传递函数 绘出结构图 绘出信号流图 一一对应 结构图变换与化简 Mason公式 Mason公式
本章要点： 1、时域模型(微分方程)
复域模型(传递函数)
n阶线性定常系统微分方程的一般形式为：
d m −1 dm d n −1 dn a0 n c(t ) + a1 n −1 c(t ) + ... + an c(t ) = b0 m r (t ) + b1 m −1 r (t ) + ... + bm r (t ) dt dt dt dt
性能指标公式：
tr = π−β ωd
− ξπ 1− ξ 2
1
tp =
π ωd
t s=
3.5 4.5 或 ζωn ζωn
t
σ% = e
× 100%
10
4、高阶系统的时域分析 主导极点的概念 ——高阶系统的降阶处理； 非主导极点以及闭环零点对系统性能的影响（定性）。 5、控制系统的稳定性分析 从数学上讲: lim 暂态分量 = 0 t→∞ ※ 稳定的概念 ※
ζ=0 ζ=0.1 ζ=0.2
ζ=1 ζ=2
ζ 要明确： = 0 ——无阻尼 ——等幅振荡 ——特征根在虚轴上 0 < ζ <1 ——欠阻尼 ——衰减振荡 ——左半平面共轭复根 负实轴上一对重根 ζ = 1 ——临界阻尼 单调收敛 9 负实轴上两不同根 ζ > 1 ——过阻尼
重点：欠阻尼情况
s1, 2 = −ζω n ± jωn 1 − ζ 2 = − σ ± j ω d
s →0 s →0
s→0
5）静态误差系数：K p
北京工业大学自动控制原理期末复习共49页PPT
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
（完整word版）自动控制原理复习提纲（整理版）
（完整word版）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7.几种传递函数（要求：懂得原理）一.输入信号r(t)作用下的系统闭环传递函数二.干扰信号n(t)作用下的系统闭环传递函数三.闭环系统的误差传递函数8.阶跃响应，脉冲响应，传递函数之间的关系阶跃响应：H(s)=1s 单位斜坡响应：t C （s ）=21s 单位脉冲响应：K(s)=Φ(s) 11()()()H s s K s s s =Φ?=? 211()()()t C s s H s s s=Φ?=? 综合可得 K(s)=sH(s) H(s)=s t C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。
10.从平稳性，快速性和稳态精度三个方面，简述典型二阶欠阻尼系统结构参数，n对阶跃相应的影响。
由于欠阻尼二阶系统具有一对实部为负的共轭复特征根，时间响应呈衰减振荡特性，故又称为振荡环节。
系统闭环传递函数的一般形式为222()()2n n nC s R s s s ωζωω=++ 由于0<ζ<1，所以一对共轭复根为1,2n s j ζωω=-±d j σω-±式中，n σζω=，为特征根实部之模值，具有角频率量纲。
《自动控制原理》期末考试复习题及参考答案
自动控制原理 复习题（课程代码392215）一通过结构图化简，试求下图所示系统的闭环传递函数()()C s R s 。
二 根据下图所示的RC 电路原理图，写出该系统以Ui 为输入量，Uo 为输出量的微分方程。
三 通过结构图化简，试求下图所示系统的闭环传递函数()()C s R s 。
四 控制系统中的性能指标分为动态性能指标与静态性能指标。
动态指标中用--------评价系统的阻尼程度，用------------和--------------评价系统的响应速度，用--------------同时反映响应速度和阻尼程度。
静态指标用--------------描述，它反映了系统的-------------。
五 设单位反馈系统开环传递函数为()(0.21)(0.51)kG S s s s =++，①试绘制相应的闭环根轨迹图；②若对该系统增加开环零点，则根轨迹图会如何变化；③若增加该系统的开环极点，则根轨迹图如何变化。
六 已知系统开环传递函数为2()1G s s =+,试画出系统的对数幅频特性曲线图和对数相频特性曲线图。
七 简述奈氏稳定判据。
八自动控制系统从控制的基本方式看可分为哪三种控制？并分别介绍每种控制。
九已知一单位反馈系统的开环传递函数为25()(6)G ss s=+，试计算其动态性能指标（σ%，t p ，t r和t s）。
十已知系统的闭环特征方程s4+2s3+3s2+4s+5=0，试用劳斯判据分析系统的稳定性。
若系统不稳定，指出不稳定根的个数。
十一简述线性系统的两个重要特性，并利用该特性计算下图所示输出量的拉氏表达式。
（已知R(S)=1/S,N(S)=1/S2）。
十二已知开环传递函数为10()(4)G SS S=+,若输入信号为r(t)=4+6t+3t2,求稳态误差。
十三简述控制系统稳态误差的含义，并给出其常有的两种定义方法。
十四试举出在控制系统中，常用的典型输入信号有哪几种。
十五简述系统的幅频特性、相频特性和频率特性的含义。
北京工业大学自动控制原理 期末试题及答案
《自动控制原理》期末试卷答案（A ）北京工业大学 电控学院 日期：2005年12月25日大题 一 二 三 四 五 六 七 八 九本题 分数 10 10 10 10 10 10 10 1515 本题 得分一、（10分）已知有源电网络如图所示。
由复数阻抗法求传递函数)()(0s U s U i 。
解： 211()R Cs G s R Cs+=−二、（10分）已知输入前馈系统的结构图如图（a ）所示，要求保证闭环传递函数不变的前提下将输入前馈结构变换成输入补偿结构如图(b )所示 ，试确定输入补偿器传递函数()f G s 。
（a）(b)解 114.0)(+=s s G f三、(10分) 设系统结构如图所示，试计算系统单位阶跃响应时的超调量M p 和过渡时间s t 。
解：系统闭环传函为2100()10100C G s s s =++2100,10n n ωω==210,0.5n ζωζ==，p s 4100%16.3%,0.8nM e t ζω=×===四、（10分）已知系统结构图如图所示，试写出闭环传递函数，并计算输入信号为()0.5r t t =时的稳态误差。
解：（1）系统闭环传递函数为c 25(0.21)()0.055s G s s s +=++（2） ss c 2000.5lim ()lim [1()]s s e sE s s G s s→→==−222220050.50.050.5lim [1]lim 00.0550.055s s s s s s s s s s s s→→+=⋅−⋅=⋅⋅=++++五、（10分）已知系统结构图如图所示，试作系统的根轨迹草图。
解：1、起点 sq1=0，sq2= -5， sq3=-102、终点 sz1= sz2= sz3= -∞3、实轴根轨迹 [0 -5]， [-10 -∞]4、分离点321550K s s s =++，2330500dKs s ds=++=，7.89(), 2.11s =−−舍5、渐近线180(21)60,180k n m θ±+==±±−D D D 1553p z n m σ−=−=−=−−∑∑ 6、虚轴交点3215500s s s K +++= 15015750KK K−750,7.07K ω===±六、（10分）二阶线性定常系统的微分方程为20x xx +−= 试确定该系统的奇点以及奇点类型。
自动控制原理总复习资料
总复习第一章的概念1、典型的反馈控制系统基本组成框图：2、自动控制系统基本控制方式：(1)、反馈控制方式；(2)、开环控制方式；(3)、复合控制方式。
3、基本要求的提法：可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。
第二章要求:1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法；2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质；3、明确传递函数与微分方程之间的关系；4、能熟练地进行结构图等效变换；5、明确结构图与信号流图之间的关系；6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数；例1 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数:)()(,)()(1211s R s C s R s C ，)()(,)()(2122S R S C s R s C 。
43213211243211111)()(,1)()()(G G G G G G G s R s C G G G G s G s R s C --=-=例2 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数：)()(,)()(,)()(,)()(s N S E s R s E s N s C s R s C 。
例例4、一个控制系统动态结构图如下，试求系统的传递函数。
X r5214323211)()(W W W W W W S X S X r c ++=例5 如图RLC 电路，试列写网络传递函数 U c (s)/U r (s).解: 零初始条件下取拉氏变换：例6某一个控制系统的单位阶跃响应为：t te et C --+-=221)(，试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。
解：传递函数： )1)(2(23)(+++=s s s s G ，微分方程：)(2)(3)(2)(3)(22t r dt t dr t c dt t dc dtt c d +=++ 脉冲响应：t te et c 24)(--+-=例7一个控制系统的单位脉冲响应为t te et C ---=24)(，试求系统的传递函数、微分方程、单位阶跃响应。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)
期末考试—复习重点自动控制原理1一、单项选择题(每小题1分，共20分)1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究，称为（)A。
系统综合B。
系统辨识C。
系统分析 D.系统设计2。
惯性环节和积分环节的频率特性在( )上相等。
A。
幅频特性的斜率B。
最小幅值C。
相位变化率 D.穿越频率3。
通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为( )A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D。
放大元件4。
ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为( ）A.圆B。
半圆C。
椭圆D。
双曲线5. 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6. 若系统的开环传递函数为，则它的开环增益为（)A。
1 B。
2 C。
5 D.107. 二阶系统的传递函数，则该系统是（)A。
临界阻尼系统B。
欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统8。
若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn,则可以( )A。
提高上升时间和峰值时间B。
减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D。
减少上升时间和超调量9。
一阶微分环节，当频率时，则相频特性为（)A。
45° B.—45°C。
90° D.—90°10.最小相位系统的开环增益越大，其（）A。
振荡次数越多B。
稳定裕量越大C.相位变化越小D。
稳态误差越小11.设系统的特征方程为,则此系统（）A.稳定B.临界稳定C。
不稳定 D.稳定性不确定。
12。
某单位反馈系统的开环传递函数为：,当k=（）时，闭环系统临界稳定。
A。
10 B。
20 C.30 D.4013。
设系统的特征方程为,则此系统中包含正实部特征的个数有( ）A。
0 B.1 C。
2 D。
314.单位反馈系统开环传递函数为，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（)A。
2 B.0。
2 C。
0。
5 D。
0。
北京工业大学自动控制原理期末复习ppt
G(s) Uo (s) R1R2C s R2 Ui (s) R1R2C s R1 R2
ui
C i1 i2
R1
i
R2
uo
2020/8/21
Automatic Control Principle
5
方框图化简
2. 分别用等价变换法和Mason公式法求传递函数
解：①等价变换法 ❶相加点右移：
R(s)
对照标准方程，求得特征参数 2.1; n 8.22 系统处于过阻尼状态，没有超调，过渡过程较慢。调 节时间可以近似计算：
ts 3T1 1.46
2020/8/21
Automatic Control Principle
15
二阶系统分析
3. 已知机械系统如图所示，当受到F = 40 牛顿力的作 用时，位移x(t) 的阶跃响应如图所示，试确定机械系 统的参数m、k、f 的值。
T 1 1 K4 4K
2020/8/21
Automatic Control Principle
11
二阶系统分析
2. 随动系统如图所示，输入信号为 r(t) = 1(t) 。 (1) 当K = 200时，计算动态性能。(2) 当K = 1500 和 K = 13.5时，分别讨论系统的动态性能。
解：(1) 当K=200时，开环传递函数为
ds
s5
1
24 -25
s4
2
48 -50
s3
b1→8 b2→96
s2
c1=24 c2=-50 ，
s1
d1=112.7
s0
e1=-50
c1
8
48
8
2
96
24
c2
(完整版)自动控制原理期末考试复习题及答案
一、 填空题1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。
2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。
3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。
4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。
5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。
6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。
7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。
8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。
9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。
当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。
10、已知一系统单位脉冲响应为te t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为__。
11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.90 B.90- C. 45 D.45-12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。
13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。
14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.水位控制系统D.普通数控加工系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作用下的系统稳态误差0=ss e ，则： B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是一个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有比较高的开环增益16、一阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。
自动控制原理完整的考试复习笔记总结
自动控制原理复习总结笔记一、自动控制理论的分析方法：（1）时域分析法；（2）频率法；（3）根轨迹法；（4）状态空间方法；（5）离散系统分析方法；（6）非线性分析方法二、系统的数学模型(1)解析表达：微分方程；差分方程；传递函数；脉冲传递函数；频率特性；脉冲响应函数；阶跃响应函数(2)图形表达：动态方框图（结构图）；信号流图；零极点分布；频率响应曲线；单位阶跃响应曲线时域响应分析一、对系统的三点要求：(1)必须稳定，且有相位裕量γ和增益裕量Kg(2)动态品质指标好。
p t 、s t 、r t 、σ% (3)稳态误差小，精度高 二、结构图简化——梅逊公式 例1、解：方法一：利用结构图分析：()()()()[]()()[]()s X s Y s R s Y s X s R s E 11--=+-=方法二：利用梅逊公式 ∆∆=∑=nk KK P s G 1)(其中特征式 (11),,1,1+-+-=∆∑∑∑===Qf e d fedMk j k j N i i LL L L L L式中：∑iL 为所有单独回路增益之和∑jiLL 为所有两个互不接触的单独回路增益乘积之和 ∑fedLL L 为所有三个互不接触的单独回路增益乘积之和其中，k P 为第K 条前向通路之总增益；k ∆ 为从Δ中剔除与第K 条前向通路有接触的项；n 为从输入节点到输出节点的前向通路数目 对应此例，则有：通路：211G G P ⋅= ，11=∆特征式：312131211)(1G G G G G G G G ++=---=∆ 则：3121111)()(G G G G P s R s Y ++∆= 例2：[2002年备考题]解：方法一：结构图化简继续化简：于是有：结果为其中)(s G =…方法二：用梅逊公式[]012342321123+----=∆H G G H G G G H G G通路：1,1321651=∆=G G G G G P1232521,H G G G P +=∆= 1,334653=∆=G G G G P于是：()()......332211=∆∆+∆+∆=P P P s R s Y三、稳态误差（1）参考输入引起的误差传递函数：()HG G s R s E 2111)(+=； 扰动引起的误差传递函数：()()HG G H G s N s E 2121+-=（2）求参考输入引起的稳态误差ssr e 时。
自动控制原理期末复习提纲
自动控制原理期末复习1考试范围 (2)2重点内容 (2)3内容讲解 (3)3.1系统建模和转换 (3)3.2控制系统时域分析 (4)3.3控制系统的复域分析 (6)3.4控制系统的频域分析 (9)3.5频域稳定性 (12)3.6控制系统设计 (14)3.7非线性系统 (19)1考试范围铺盖全书内容，以系统建模、时域分析、复域分析、频域分析、系统设计和非线性系统稳定性为主要考试内容：1）系统建模、时域分析在半期考试已经考察，本次不作为重点内容单独考察。
2）复域分析：根轨迹的绘制和分析。
3）频域分析：Bode图的绘制和绘制。
4）频域稳定性：Nyquist稳定性判据。
5）控制系统的串联校正设计：超前校正/滞后校正、Bode/根轨迹6）非线性控制系统稳定性和自持振荡。
2重点内容复习时重点掌握五张图的绘制和分析。
①二阶系统时域响应图形②根轨迹图形③Bode④Nyqiust图（含极坐标图）⑤负倒描述曲线具体说明如下：1）二阶系统时域响应图形1y（t） =1 - 一e_ n t sin（n：t上升时间，调整时间，超调量2）根轨迹图形」KG（s）H（s） =1角条件和模条件：LN G（s）H（s）=18°n2k+1）18°：绘制步骤分析3)Bode在对数坐标上严格绘制基本环节分解幅频特性：斜率相加相频特性：五点法光滑曲线连接4）Nyqiust图（含极坐标图）映射关系求解与负实轴交点求解Z=N+P5）负倒描述曲线非线性部分负倒描述函数求解负倒描述函数的起点与终点（曲线）自持振荡稳定性判断3内容讲解3.1系统建模和转换1）控制系统的组成比较点传函R （s）+ -、J■H（s）有向信号线2）基本控制方式开环控制微分方程闭环控制复合控制3）数学模型应用Laplace变换求解微分方程G(s) ；S=jW宀G(jw)传递函数的求解和化简 模型之间的熟练转换，主要难点是传递函数和状态空间方程状态方程- > 传递函数Y(s)二[C(sl A) 1B D ] U(s)传递函数- > 状态方程 常数分子项传递函数- >状态方程 多项式分子传递函数一 >输出方程3.2控制系统时域分析k(s z g )(s 乙)「 •(s zjs N(s P i )(s P 2) (s P q )1） 控制系统的零点和极点：输入信号的极点决定了强迫响应类型。
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R 1i1(t)R 2i(t)u i(t)
i1(t)i2(t)i(t)
R1i1(t)C 1 i2(t)dt0
R2i(t)uo(t)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C i1 i2
R1
i
ui
R2
uo
消去中间变量
R 1 R 2 C u o ( t ) ( R 1 R 2 ) u o ( t ) R 1 R 2 C u i ( t ) R 2 u i ( t )
复习课
教师：乔俊飞 教授
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第一章：自动控制系统基本概念
教学要求：
重点掌握自动控制原理的一些基本概念，如自动控 制、开环控制、闭环控制；反馈的基本作用及控制系 统的基本结构 与控制系统的基本性能要求。
了解自动控制理论的发展历史及控制技术对人类社 会的影响。
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Automatic Control Principle
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Automatic Control Principle
4
无源电网络建模
R 1 R 2 C u o ( t ) ( R 1 R 2 ) u o ( t ) R 1 R 2 C u i ( t ) R 2 u i ( t ) R 1 R 2 C s o ( s ) U ( R 1 R 2 ) U o ( s ) R 1 R 2 C s i ( s ) U R 2 U i ( s )
G1(s)
+ G2(s) ++
-
H(s)
R(s)
C(s)
G1(s)
++
G2(s)
+-
G2(s) H(s)
❷ 相加点易位：
R(s)
C(s)
G1(s)
G2(s) ++
+ -
G2(s)H(s)
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方框图化简
❸环节并联化简、回路化简：
R(s) G1(s)+G2(s)
解：(1) 当K=200时，开环传递函数为
5K Go(s)s(s34.5)
闭环传递函数
R(s)
5
C(s)
K
+-
s(s34.5)
G c(s) 1 G G o(o s ()s)s2 35 .K 5 4 s 5 K s2 3 1 .5 4 s0 100000
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二阶系统分析
对照标准方程，求得特征参数 0.2; n8.2 6
系统性能指标 tp 0 .0;3M 7 p 5.7 % 2; ts 0 .17
当K=13.5时
调节时间
3
t s n 0.1,75%
4 t s n
0.2,32%
(2) 当K=1500和K=13.5时，系统的动态性能
系统闭环传递函数
G c(s)1 G G o(os()s)s235.K 5 4s5K
当K=1500时
5 K
7 5 0 0
G c (s ) s 2 3 4 .5 s 5 K s 2 3 4 .5 s 7 5 0 0
如果要实现 ts ≤1秒，试确定前置放大器增益K。
解：系统的闭环传递函数为 R(s)
1 C(s)
1
K G(s) s1
1K
1
1
1s1Ts1
K +-
s
sK
可知该系统的惯性时间常数为
1 T
K
由一阶系统阶跃响应分析的结果可知：
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一阶系统分析
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第二章：控制系统的数学描述
教学要求：
重点：控制系统的传递函数与结构图。 难点：一般物理系统传递函数的求取与结构图的
化简。
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无源电网络建模
1. 已知电网络如图所示，输入为ui(t)，输出为uo(t)， 试写出系统的微分方程，并求取传递函数。
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第三章：时域分析法
❖ 教学重点
◆ 一阶系统分析、二阶系统分析、稳定性与代数判 据、稳态误差分析。
❖ 教学难点
◆ 在掌握一阶系统分析、二阶系统分析的基础上， 能够对高阶系统进行分析。
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一阶系统分析
1. 一阶系统如图所示，K=1，计算调节时间ts 。
12
二阶系统分析
对照标准方程
Gc(s)s2
n2 2 nsn2
可得： 2n 34.5 n2 1000
解之得： 0.545 n3.6 1
峰值时间 超调量
tp
d
n
12
0.12
Mpe 12 10% 00.1 310% 013%
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二阶系统分析
G (s)U o(s) R 1R 2CsR 2 U i(s) R 1R 2CsR 1R 2
ui
C i1 i2
R1
i
R2
uo
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方框图化简
2. 分别用等价变换法和Mason公式法求传递函数
解：①等价变换法 ❶相加点右移：
R(s)
C(s)
若取误差宽度为 5%，则调节时间为
1 ts 3T3 KK1 3
若取误差宽度为 2%，则调节时间为
ts
4T
4
1 K
K1
4
如果要求 ts ≤1 秒，则有 ts = 4T = 1
T11 K4 4K
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二阶系统分析
2. 随动系统如图所示，输入信号为 r(t) = 1(t) 。 (1) 当K = 200时，计算动态性能。(2) 当K = 1500 和 K = 13.5时，分别讨论系统的动态性能。
1 C(s)
1G2(s)H(s)
❹系统的传递函数为
G(s)G1(s)G2(s) 1G2(s)H(s)
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方框图化简
n
② Mason公式法 ：
i pi P i1
R(s)
C(s)
G1(s)
+ G2(s) ++
❶确定前向通路，共有2个，即： - H(s)
p1G1(s) ， p2 G2(s)
❷ 独立的闭合回路只有1个，即： LG 2(s)H(s)
❸特征式： 1L1G 2(s)H(s)
❹回路都与各前向通路相接触，其特征余子式均为1
G(s)p11p22 G1(s)G2(s)
1G2(s)H(s)
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