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自动控制原理基本概念总结

《自动控制原理》基本概念总结1.自动控制系统的基本要求是稳定性、快速性、准确性2.一个控制系统至少包括控制装置和控制对象3.反馈控制系统是根据被控量和给定值的偏差进行调节的控制系统4.根据自动控制系统是否形成闭合回路来分类，控制系统可分为开环控制系统、闭环控制系统。

根据信号的结构特点分类，控制系统可分为：反馈控制系统、前馈控制系统和前馈-反馈复合控制系统。

根据给定值信号的特点分类，控制系统可分为：恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

根据控制系统元件的特性分类，控制系统可分为：线性控制系统、非线性控制系统。

根据控制信号的形式分类，控制系统可分为：连续控制系统、离散控制系统。

5.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的特征方程6.系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定7.对复杂系统的方框图，要求出系统的传递函数可以采用梅森公式8.线性控制系统的特点是可以应用叠加原理，而非线性控制系统则不能9.线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。

10.信号流图中，节点可以把所有输入支路的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的输出支路。

11.从控制系统稳定性要求来看，系统一般是具有负反馈形式。

12.组成控制系统的基本功能单位是环节。

13.系统方框图的简化应遵守信号等效的原则。

14.在时域分析中，人们常说的过渡过程时间是指调整时间15.衡量一个控制系统准确性／精度的重要指标通常是指稳态误差16.对于二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的必要条件17.若单位反馈系统在阶跃函数作用下，其稳态误差ess为常数，则此系统为0型系统18.一阶系统的阶跃响应无超调19.一阶系统G(s)= K/(Ts+1)的T越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间越长。

20.控制系统的上升时间tr、调整时间tS等反映出系统的快速性。

21.二阶系统当0<ζ<1时，如果ζ增加，则输出响应的最大超调量将减小。

自动控制原理知识点详细整理

1、自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动的按照预定的规律运行。

2、以传递函数为基础的经典控制理论，主要研究单输入单输出、线性定常系统的分析和设计问题。

3、现代控制理论，包括状态空间法、动态规划法、极小值原理、卡尔曼滤波器4、动态规划法是运筹学的一个分支，是求解决策过程最优化的数学方法。

5、极小值原理估计超调和函数极小值点的位置的论断。

6、卡尔曼滤波器是由卡尔曼提出的用于时变线性系统的递归滤波器，将过去的测量估计误差合并到新的测量误差中来估计将来的误差。

7、现代控制理论主要用于研究具有高性能、高精度和多耦合回路的多变量系统的分析和设计问题。

8、自动控制出现了很多分支，如自适应控制、混杂控制、模糊控制以及神经网络控制。

9、自适应控制：自动调整控制系统中控制器参数或控制规律。

10、混杂控制：同时具有几种类型状态变量，变量来自不同标度层次。

11、模糊控制：利用模糊数学的基本思想和理论的计算机控制方法。

实际上是一种非线性控制。

家用电器设备中有模糊洗衣机、空调等，其他方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、机器人等。

12、神经网络控制:在控制系统中采用神经控制这一工具对难以精确描述的复杂的非线性对象进行建模，或充当控制器，或优化计算，或进行推理，或故障诊断等。

13、反馈控制实质上一个按照偏差进行控制的过程。

14、反馈：把输出量送回输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程。

15、给定元件：给出系统输入量；测量元件：检测被控量；比较元件：被控量检测到实际值与给定输入量比较，常用比较元件有差动放大器、电桥电路等；放大元件：放大偏差信号；执行元件：推动被控对象，使被控量发生变化；校正元件：即补偿元件，改善系统性能。

16、自动控制系统基本控制方式：反馈控制、开环控制、复合控制17、反馈控制具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力，有较高的控制精度。

(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。

自动控制原理概念最全整理

自动控制原理概念最全整理自动控制原理是研究系统和设备自动控制的基本原理和方法的学科领域。

它主要包括控制系统的基本概念、控制器的设计和调节、稳定性、系统传递函数、校正方法、系统的自动调节、闭环控制与开环控制等内容。

以下是对自动控制原理的概念的全面整理。

1.自动控制的基本概念自动控制指的是通过一定的控制手段，使控制系统能够根据设定的要求，对被控对象进行准确稳定的控制。

自动控制系统由输入、输出、控制器、执行机构和被控对象组成。

2.控制器的设计和调节控制器是自动控制系统中的核心部分，它接收输入信号并计算输出信号，以实现对被控对象的控制。

控制器的设计和调节包括选择合适的控制算法和参数调节方法。

3.稳定性稳定性是指系统在外部扰动或内部变化的情况下，仍能保持预期的输出。

稳定性分为绝对稳定和相对稳定，通过研究系统的稳定性可判断系统是否具有良好的控制性能。

4.系统传递函数系统传递函数是表征系统输入与输出关系的数学模型，它可以描述系统动态行为和频率响应特性。

通过系统传递函数可以进行系统分析和设计。

5.校正方法校正方法是指通过校正装置对被控对象的特性进行矫正，以提高系统的控制性能。

常见的校正方法包括开环校正和闭环校正。

6.系统的自动调节系统的自动调节是指通过自动调节装置，根据系统的输出信号和设定值之间的差异进行调节，以实现系统输出的稳定和准确。

7.闭环控制与开环控制闭环控制是指根据系统的反馈信号来调整控制器输出的控制方式，它具有较好的稳定性和抗干扰能力。

开环控制是指根据设定值直接进行控制，不考虑系统的反馈信号。

闭环控制和开环控制都有各自的适用范围和优劣势。

自动控制原理是现代工程领域中的重要学科，它在自动化生产、航空航天、机械制造、交通运输、电力系统等领域都有广泛应用。

通过深入理解和应用自动控制原理，可以提高系统的效率、准确性和稳定性，实现自动化生产和智能化控制。

(完整版)《自动控制原理》全书总结

熟练掌握误差传递函数和稳态误差的计算。
在求解稳态误差时，需把握以下要点：
(1) 首先要将系统的开环传递函数变成尾1型。
(2) 只要将系统的结构图变换成单回路，系统的误差传
递函数总是如下形式，即
Es
1
We (s)
Xr
s
1 WK
s
则由终值定理得 :
e limet lims E s
t
s0
lim s s0 1
自动控制系统的时域分析
对控制性能的要求
稳定性
稳态特性
三性
（1）系统应是稳定的；暂态特性
（2）系统达到稳定时，应满足给定的稳态误差
的要求；
（3）系统在暂态过程中应满足暂态品质的要求。
1、系统的响应过程及稳定性
一阶系统的单位阶跃响应
WB
(
s)
1 Ts
1
1t
单位阶越响应： xc (t) 1 e T , (t 0)
参数根轨迹的绘制
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。
Wk
(s)
10( s
s(10s
1) 1)
Wk
(s)
s(Ts
5 1)(s
1)
绘制思路：
变形
闭环传函
与常规（常义）根轨迹的开环传函具有相同形式
等效开环系统
例4.9 给定控制系统的开环传递函数为
1、已知传函绘制乃氏曲线，绘制伯特图。 2、已知伯特图求对应系统传函。 3、正确理解相位裕量和增益裕量的物理意义，
并会计算。 4、求相位穿越频率ωj,求穿越频率ωc. 5、最小相位系统的概念。
（8) 开环对数频率特性与系统性能之间的关系 i.低频段决定了系统的稳态误差。 ii. 中频段决定系统的暂态特性。 iii. 高频段决定系统的抗干扰能力。

自动控制原理基本概念知识点总结

自动控制原理基本概念知识点总结自动控制原理是现代控制工程的基础理论，研究自动控制系统的建模、分析与设计方法。

掌握自动控制原理的基本概念对于理解和应用控制技术起着重要的作用。

本文将对自动控制原理的基本概念知识点进行总结。

一、控制系统基本概念1.1 控制系统的定义控制系统是通过对被控制对象施加命令，以达到预期目标的系统。

它由输入信号、输出信号、被控制对象和控制器等组成。

1.2 开环控制系统与闭环控制系统开环控制系统是指控制器的输出不受被控制对象的反馈信号影响的控制系统。

闭环控制系统是指控制器的输出受到被控制对象的反馈信号影响的控制系统。

1.3 正反馈与负反馈正反馈是指系统的输出信号与输入信号同方向，有放大的作用；负反馈是指系统的输出信号与输入信号反向，有稳定的作用。

二、控制系统的数学描述2.1 传递函数传递函数是用来描述控制系统输入与输出之间的关系的数学模型。

它通常由拉普拉斯变换或者Z变换得到。

2.2 系统的稳定性系统的稳定性是指当系统受到扰动或者参数变化时，输出信号是否趋于有限，并且不出现无穷大的情况。

2.3 时域指标时域指标包括超调量、调节时间、上升时间等，用来衡量系统的动态性能。

三、控制系统的设计方法3.1 PID控制器PID控制器是最常用的一种控制器，它由比例项、积分项和微分项组成，可用于调节系统的稳态误差、快速响应和抑制振荡。

3.2 稳态误差补偿稳态误差补偿方法用于减小系统在达到稳态时的误差，例如使用积分控制器。

3.3 根轨迹法根轨迹法是一种用于分析系统稳定性和性能的图形法，它通过在复平面上绘制传递函数的极点和零点来描述系统的特性。

四、控制系统的稳定性分析4.1 极点配置法极点配置法是一种通过调整系统的极点位置来改变系统的动态响应，从而实现稳定性分析和改进的方法。

4.2 Nyquist准则Nyquist准则是一种通过绘制传递函数的频率响应曲线，并通过判断曲线与负实轴交点的数量来判断系统稳定性的方法。

完整版)自动控制原理知识点汇总

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在自动控制中，被控对象是要求实现自动控制的机器、设备或生产过程，而被控量则是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。

控制器是由控制元件组成的调节器或控制装置，它接受指令信号，并输出控制作用信号于被控对象。

给定值或指令信号r(t)是要求控制系统按一定规律变化的信号，是系统的输入信号。

干扰信号n(t)又称扰动值，是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。

反馈信号b(t)是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。

偏差信号e(t)是指给定值与被控量的差值，或指令信号与反馈信号的差值。

闭环控制的主要优点是控制精度高，抗干扰能力强。

但是使用的元件多，线路复杂，系统的分析和设计都比较麻烦。

对控制系统的性能要求包括稳定性、快速性和准确性。

稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能，而准确性则是衡量系统稳态精度的指标，反映了动态过程后期的性能。

第二章控制系统的数学模型拉氏变换是一种将时间域函数转换为复频域函数的数学工具。

单位阶跃函数1(t)、单位斜坡函数、等加速函数、指数函数e-at、正弦函数sinωt、余弦函数cosωt和单位脉冲函数(δ函数)都有其典型的拉氏变换。

拉氏变换的基本法则包括线性法则、微分法则、积分法则、终值定理和位移定理。

传递函数是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，称为系统或元部件的传递函数。

动态结构图及其等效变换包括串联变换法则、并联变换法则、反馈变换法则、比较点前移“加倒数”和比较点后移“加本身”，以及引出点前移“加本身”和引出点后移“加倒数”。

梅森公式是一种求解传递函数的方法，典型环节的传递函数包括比例(放大)环节、积分环节、惯性环节、一阶微分环节、振荡环节和二阶微分环节。

第三章时域分析法时域分析法是一种分析控制系统时域特性的方法。

其中，时域响应包括零状态响应和零输入响应。

自动控制原理知识点总结1~3章

自动控制原理知识点总结第一章1、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、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。

7、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。

8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。

9、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。

10、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。

11、控制系统的性能指标主要表现在：（1）、稳定性：系统的工作基础。

（2）、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。

（3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。

12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。

第二章1、控制系统的数学模型有：微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。

2、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3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。

对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。

4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。

(完整word版)自动控制原理知识点总结

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。

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。

自动控制原理概念最全整理

1.在零初始条件下,线性定常系统输出量得拉普拉斯变换与输入量得拉普拉斯变换值比,定义为线性定常系统得传递函数。

传递函数表达了系统内在特性，只与系统得结构、参数有关,而与输入量或输入函数得形式无关。

2.一个一般控制系统由若干个典型环节构成,常用得典型环节有比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节与延迟环节等。

3.构成方框图得基本符号有四种,即信号线、比较点、方框与引出点。

4.环节串联后总得传递函数等于各个环节传递函数得乘积。

环节并联后总得传递函数就是所有并联环节传递函数得代数与。

5.在使用梅森增益公式时，注意增益公式只能用在输入节点与输出节点之间.6.上升时间tr、峰值时间tｐ与调整时间ｔs反应系统得快速性；而最大超调量Mp与振荡次数则反应系统得平稳性。

7.稳定性就是控制系统得重要性能,使系统正常工作得首要条件。

控制理论用于判别一个线性定常系统就是否稳定提供了多种稳定判据有:代数判据(Routh 与Hurwitｚ判据)与Ｎyquｉｓt稳定判据。

8.系统稳定得充分必要条件就是系统特征根得实部均小于零,或系统得特征根均在跟平面得左半平面。

9.稳态误差与系统输入信号ｒ(t）得形式有关,与系统得结构及参数有关。

10.系统只有在稳定得条件下计算稳态误差才有意义,所以应先判别系统得稳定性.11.Kp得大小反映了系统在阶跃输入下消除误差得能力,Kp越大,稳态误差越小；Kv得大小反映了系统跟踪斜坡输入信号得能力，Kv越大，系统稳态误差越小;Kａ得大小反映了系统跟踪加速度输入信号得能力,Ka越大，系统跟踪精度越高12.扰动信号作用下产生得稳态误差essｎ除了与扰动信号得形式有关外，还与扰动作用点之前(扰动点与误差点之间）得传递函数得结构及参数有关，但与扰动作用点之后得传递函数无关.13.超调量仅与阻尼比ξ有关,ξ越大,Mp则越小，相应得平稳性越好。

反之，阻尼比ξ越小,振荡越强,平稳性越差。

当ξ=0,系统为具有频率为Wn得等幅震荡。

自动控制原理整理

自动控制原理整理第一章绪论自动控制：自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（控制装置），使机器、设备或生产过程（控制对象）的某个工作状态或参数（被控量）自动地按照预定的规律运行。

自动控制系统：是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。

它是控制对象以及参与实现其被控制量自动控制的装置或元部件的组合，一般由控制装置和被控对象组成。

一般包括三种机构：测量机构、比较机构、执行机构。

反馈：把输出量送回到系统的输入端并与输入信号比较的过程。

反馈控制系统的基本组成：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件控制方式（1）反馈控制方式（2）开环控制方式（3）复合控制方式控制系统的分类（1）恒值系统和随动系统（按参考输入形式分类）（2）线性系统和非线性系统（按照组成系统的元件特性分类）（3）连续系统和离散系统（按照系统内信号的传递形式分类）控制系统的性能指标：稳定性、快速性、准确性，即稳准快。

第二章控制系统的数学模型定义：数学模型是描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式。

建立方法：解析法、实验法线性系统：能够用线性数学模型(线性的代数方程、微分方程、差分方程等)描述的系统，称为线性系统。

重要性质：叠加原理，即具有可叠加性和均匀性。

单位阶跃函数1(t)单位阶跃函数的拉氏变换为{001)(1<≥=t t t 011()0st st F s e dt e s s ∞--∞==-=⎰单位脉冲函数单位脉冲函数的拉氏变换为传递函数的定义与性质定义：线性定常系统的传递函数为零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与系统输入量的拉氏变换之比。

所谓零初始条件是指1）输入量在t>0时才作用在系统上，即在t=0- 时系统输入及各项导数均为零；2）输入量在加于系统之前，系统为稳态，即在 t=0-时系统输出及其所有导数项为零。

性质：• 传递函数是复变量s 的有理真分式函数，分子多项式的次数m 低于或等于分母多项的次数n ，所有系数均为实数；• 传递函数与微分方程有相通性，可经简单置换而转换； • 传递函数表征了系统本身的动态特性。

自动控制原理总经典总结

《自动控制原理》总复习第一章自动控制的基本概念一、学习要点1.自动控制基本术语：自动控制、系统、自动控制系统、被控量、输入量、干扰量、受控对象、控制器、反馈、负反馈控制原理等。

2.控制系统的基本方式：①开环控制系统；②闭环控制系统；③复合控制系统。

3.自动控制系统的组成：由受控对象和控制器组成。

4.自动控制系统的类型：从不同的角度可以有不同的分法，常有：恒值系统与随动系统；线性系统与非线性系统；连续系统与离散系统；定常系统与时变系统等。

5.对自动控制系统的基本要求：稳、快、准。

6.典型输入信号：脉冲、阶跃、斜坡、抛物线、正弦。

二、基本要求1.对反馈控制系统的基本控制和方法有一个全面的、整体的了解。

2.掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成、分类，理解对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。

3.了解控制系统的典型输入信号。

4.掌握由系统工作原理图画方框图的方法。

三、内容结构图四、知识结构图第二章控制系统的数学模型一、学习要点1．数学模型的数学表达式形式（1）物理系统的微分方程描述；（2）数学工具—拉氏变换及反变换；（3）传递函数及典型环节的传递函数；（4）脉冲响应函数及应用。

2．数学模型的图形表示（1）结构图及其等效变换，梅逊公式的应用；（2）信号流图及梅逊公式的应用。

二、基本要求1、正确理解数学模型的特点，对系统的相似性、简化性、动态模型、静态模型、输入变量、输出变量、中间变量等概念，要准确掌握。

2、了解动态微分方程建立的一般方法及小偏差线性化的方法。

3、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法，并对解的结构、运动模态与特征根的关系、零输入响应、零状态响应等概念有清楚的理解。

4、正确理解传递函数的定义、性质和意义。

熟练掌握由传递函数派生出来的系统开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数、典型环节传递函数等概念。

（＃）5、掌握系统结构图和信号流图两种数学模型的定义和绘制方法，熟练掌握控制系统的结构图及结构图的简化，并能用梅逊公式求系统传递函数。

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。

自动控制原理概念最全整理

1.在零初始前提下,线性定常体系输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换值比,界说为线性定常体系的传递函数.传递函数表达了体系内涵特点,只与体系的构造.参数有关,而与输入量或输入函数的情势无关.2.一个一般掌握体系由若干个典范环节构成,经常应用的典范环节有比例环节.惯性环节.积分环节.微分环节.振荡环节和延迟环节等.3.构成方框图的根本符号有四种,即旌旗灯号线.比较点.方框和引出点.4.环节串联后总的传递函数等于各个环节传递函数的乘积.环节并联后总的传递函数是所有并联环节传递函数的代数和.5.在应用梅森增益公式时,留意增益公式只能用在输入节点和输出节点之间.6.上升时光tr.峰值时光tp和调剂时光ts反响体系的快速性;而最大超调量Mp和振荡次数则反响体系的安稳性.7.稳固性是掌握体系的重要机能,使体系正常工作的重要前提.掌握理论用于判别一个线性定常体系是否稳固供给了多种稳固判据有：代数判据（Routh与Hurwitz判据）和Nyquist稳固判据.8.体系稳固的充分须要前提是体系特点根的实部均小于零,或体系的特点根均在跟平面的左半平面.9.稳态误差与体系输入旌旗灯号r(t)的情势有关,与体系的构造及参数有关.10.体系只有在稳固的前提下盘算稳态误差才有意义,所以应先判别体系的稳固性.11. Kp的大小反应了体系在阶跃输入下清除误差的才能,Kp越大,稳态误差越小;Kv的大小反应了体系跟踪斜坡输入旌旗灯号的才能,Kv越大,体系稳态误差越小;Ka的大小反应了体系跟踪加快度输入旌旗灯号的才能,Ka越大,体系跟踪精度越高12.扰动旌旗灯号感化下产生的稳态误差essn除了与扰动旌旗灯号的情势有关外,还与扰动感化点之前（扰动点与误差点之间）的传递函数的构造及参数有关,但与扰动感化点之后的传递函数无关.13.超调量仅与阻尼比ξ有关,ξ越大,Mp则越小,响应的安稳性越好.反之,阻尼比ξ越小,振荡越强,安稳性越差.当ξ=0,体系为具有频率为Wn的等幅震动.14.过阻尼ξ状况下,体系响应迟缓,过度进程时光长,体系快速性差;ξ过小,响应的肇端速度较快,但因震动强烈,衰减迟缓,所以调剂时光 ts亦长,快速性差.15.当ξ=0.707时,体系的超调量Mp<5%,,调剂时光ts也最短,即安稳性和快速性均最佳,故称ξ=0.707位最佳阻尼比.16.当阻尼比ξ为常数时,Wn越大,调节时光ts就越短,快速性越好.体系的超调量Mp和振荡次数N仅仅有阻尼比ξ决议,他们反应了体系的安稳性.17.体系引入速度反馈掌握后,其无阻尼天然振荡频率Wn不变,而阻尼比ξ加大,体系阶跃响应的超调量减小.18.体系中增长一个闭环左实顶点,体系的过度进程将变慢,超调量将减小,体系的反响变得较为滞呆.19.根轨迹的纪律是相角前提和幅值前提.20.K的变动只影响幅值前提不影响相角前提,也就是说,跟轨迹上的所有点知足统一个相角前提,K变动相角前提是不变的.21.跟轨迹图揭示了稳固性.阻尼系数.振型等动态机能与体系参数的关系,用跟轨迹图设计掌握体系的症结是设置装备摆设适合的闭环主导顶点.22.体系的开环对数幅频特点L(w)等于各个串联环节对数幅频特点之和,体系的开环相频特点Ф（w）等于各个环节相频特点之和.23.在s右半平面上既无顶点有无零点的传递函数,称为最小相位传递函数.具有最小相位传递函数的体系,称为最小相位体系24.最小相位体系的L（w）曲线的斜率增大或减小时,对应相频特点的相角也增大或减小,二者变更趋向是一致的.对最小相位体系,幅频特点和相频特点之间消失着独一的对应关系.25.对于最小相位体系,当|G(jw)H(jw)|<1或20lg|G(jw)H(jw)|<0时,闭环体系稳固.当γ〉0时闭环体系稳固.26.时域机能指标,包含稳态机能指标和动态机能指标;频域机能指标,包含开环频域指标和闭环频域指标.27.校订方法可以分为串联校订.反馈（并联）校订.前置校订和扰动抵偿等.串联校订和并联校订是最罕有的两种校订方法. 28.根据校订装配的特点,校订装配可分为超前校订装配.滞后校订装配和滞后-超前校订装配.29.校订装配中最经常应用的是PID掌握纪律.PID掌握是比例积分微分掌握的简称,可描写为Gc(s)=Kp+KI/s+KDs30.PD掌握器是一高通滤波器,属超前校订装配;PI掌握器是一低通滤波器,属滞后校订装配;而PID掌握器是由其参数决议的带通滤波器.31.非线性体系剖析的基本常识,重要包含相平面法和描写函数法.32.只有在Ws≥2Wmax的前提下,采样后的离散旌旗灯号才有可能无掉真的恢回复复兴来的持续旌旗灯号.这里2Wmax为持续旌旗灯号的有限频率.这就是喷鼻农采样定理.因为它给出了无掉真的恢回复复兴有持续旌旗灯号的前提,所以成为设计采样体系的一条重要根据.33.在z域中采样体系稳固的充要前提是：当且仅当采样特点方程的全体特点跟均散布在z平面上的单位园内,后者所有特点跟的模均小于1,响应的线性定常体系是稳固的.1.掌握体系的根本掌握方法有哪些？2.什么是开环掌握体系？3.什么是主动掌握？4.掌握体系的根本义务是什么？5.什么是反馈掌握道理？6.什么是线性定常掌握体系？7.什么是线性时变掌握体系？8.什么是离散掌握体系？9.什么是闭环掌握体系？10.将构成体系的元件按本能机能分类,反馈掌握体系由哪些根本元件构成？11.构成掌握体系的元件按本能机能分类有哪几种？12.典范掌握环节有哪几个？13.典范掌握旌旗灯号有哪几种？14.掌握体系的动态机能指标平日是指？15.对掌握体系的根本请求是哪几项？16.在典范旌旗灯号感化下,掌握体系的时光响应由哪两部分构成?17.什么是掌握体系时光响应的动态进程？18.什么是掌握体系时光响应的稳态进程？19.掌握体系的动态机能指标有哪几个？20.掌握体系的稳态机能指标是什么？21.什么是掌握体系的数学模子？22.掌握体系的数学模子有：23.什么是掌握体系的传递函数？24.树立数学模子的办法有?25.经典掌握理论中,掌握体系的数学模子有?26.体系的物理构成不合,其传递函数可能雷同吗?为什么?27.掌握体系的剖析法有哪些？28.体系旌旗灯号流图是由哪二个元素构成？29.体系构造图是由哪四个元素构成？30.体系构造图根本衔接方法有几种？31.二个构造图串联衔接,其总的传递函数等于？32.二个构造图并联衔接,其总的传递函数等于？33.对一个稳固的掌握体系,其动态进程特点曲线是什么外形？34.二阶体系的阻尼比10<<ξ,其单位阶跃响应是什么状况？35.二阶体系阻尼比ξ减小时,其阶跃响应的超调量是增大照样减小？36.二阶体系的特点根是一对负实部的共轭复根时,二阶体系的动态响应波形是什么特色？37.设体系有二个闭环顶点,其实部分离为：δ＝－2;δ＝－30,问哪一个顶点对体系动态进程的影响大？38.二阶体系开环增益K增大,则体系的阻尼比ξ减小照样增大？39.一阶体系可以跟踪单位阶跃旌旗灯号,但消失稳态误差？不消失稳态误差.40.一阶体系可以跟踪单位加快度旌旗灯号.一阶体系只能跟踪单位阶跃旌旗灯号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡旌旗灯号（有稳态误差）41.掌握体系闭环传递函数的零点对应体系微分方程的特点根.应是顶点42.改良二阶体系机能的掌握方法有哪些？43.什么是二阶体系？什么是Ⅱ型体系？44.恒值掌握体系45.谐振频率46.随动掌握体系47.稳态速度误差系数K V48.谐振峰值49.采取比例－微分掌握或测速反馈掌握改良二阶体系机能,其本质是转变了二阶体系的什么参数？.50.什么是掌握体系的根轨迹？51.什么是通例根轨迹？什么是参数根轨迹？52.根轨迹图是开环体系的顶点在s平面上活动轨迹照样闭环体系的顶点在s平面上活动轨迹？53.根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？54.通例根轨迹与零度根轨迹有什么雷同点和不合点？55.试述采样定理.56.采样器的功效是？57.保持器的功效是？二.填空题：1.经典掌握理论中,掌握体系的剖析法有：...2.掌握体系的动态机能指标有哪几个？.....3.改良二阶体系的机能经常应用和二种掌握办法.4.二阶体系中阻尼系数ξ＝0,则体系的特点根是;体系的单位阶跃响应为 .5.根据描写掌握体系的变量不合,掌握体系的数学模子有：...6.对掌握体系的被控量变更全进程提出的配合根本请求归纳为：...7.采取比例－微分掌握或测速反馈掌握改良二阶体系机能,其本质是转变了二阶体系的.8.设体系有二个闭环顶点,实部分离为：δ＝－2;δ＝－30,哪一个顶点对体系动态进程的影响大？9.反馈掌握体系的根本构成元件有元件.元件.元件.元件.元件.10.经典掌握理论中,针对树立数学模子时所取的变量不合而将体系的数学模子分为：模子. 模子.模子.11.掌握体系的剖析法有：...12..和精确性是对主动掌握体系机能的根本请求.13.二阶振荡环节的尺度传递函数是.14.一阶体系1Ts 1+的单位阶跃响应为. 15.二阶体系的阻尼比ξ在______规模时,响应曲线为非周期进程.16.在单位斜坡输入旌旗灯号感化下,Ⅱ型体系的稳态误差e ss =______.17.单位斜坡函数t 的拉氏变换为______.18.在单位斜坡输入旌旗灯号感化下,I 型体系的稳态误差e ss =__________.19.当且仅当闭环掌握体系传递函数的全体顶点都具有__________时,体系是稳固的.20.线性定常体系的传递函数,是在________前提下,体系输出旌旗灯号的拉氏变换与输入旌旗灯号的拉氏变换的比.21.掌握体系的校订方法有：;;;.22.反馈掌握体系是根据给定值和__________的误差进行调节的掌握体系.23.在某体系特点方程的劳斯表中,若第一列元素有负数,那么此体系______.24.根据根轨迹绘制轨则,根轨迹的起点肇端于,根轨迹的终点终止于.25.若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环顶点之间,则这两个顶点之间肯定消失点.26.线性定常体系在正弦旌旗灯号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变更的函数关系称为_____.27.设体系的频率特点为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω,则)(R ω称为.28.在小提前及低频情形下,提前环节的频率特点近似于的频率特点.29.Ⅰ型体系极坐标图的奈氏曲线的起点是在相角为______的无穷远处.30.根据幅相曲线与对数幅频.相频曲线的对应关系,幅相曲线单位园上一点对应对数幅频特点的线,幅相曲线单位圆外对应对数幅频特点的规模.31.用频率校订法校订体系,在不影响体系稳固性的前提下,为了包管稳态误差请求,低频段要充分大,为包管体系的动态机能,中频段的斜率为,为减弱噪声影响,高频段增益要.32.应用滞后收集进行串联校订的基起源基本理是：应用校订收集对高频旌旗灯号幅值的特点,使已校订体系的降低,从而使体系获得足够的 .33.超前校订是将超前收集的交代频率1/aT和1/T选择在待校订体系的双方,可以使校订后体系的和知足机能指标请求.34.根据对数频率稳固判据断定体系的的稳固性,当幅频特点穿越0db 线时,对应的相角裕度γ＜0,这时体系是;当相频特点穿越－180.线时,对应的幅频特点h＜0,这时体系是.35.在频域设计中,一般地说,开环频率特点的低频段表征了闭环体系的;开环频率特点的中频段表征了闭环体系的;开环频率特点的高频段表征了闭环体系的;36.滞后校订装配最大滞后角的频率=.m37.0型体系对数幅频特点低频段渐近线的斜率为______dB/dec,高度为20lgK p.38.串联校订装配可分为超前校订.滞后校订和__________.39.积分环节的对数幅频特点曲线是一条直线,直线的斜率为__________dB ／dec.40.在离散掌握体系中有二个特别的环节,它们是和.主动掌握道理填空题温习（一）1. 对于一个主动掌握的机能请求可以归纳综合为三个方面：稳固性 . 快速性 . 精确性 .2. 反馈掌握体系的工作道理是按误差进行掌握,掌握感化使误差清除或减小,包管体系的输出量按给定输入的请求变更.3. 体系的传递函数只与体系本身有关,而与体系的输入无关.4. 主动掌握体系按掌握方法分,根本掌握方法有：开环掌握体系 . 闭环掌握体系 .混杂掌握体系三种.5. 传递函数G(S)的拉氏反变换是体系的单位阶跃响应.6. 线性持续体系的数学模子有电机转速主动掌握体系.7. ★体系开环频率特点的低频段,主如果由惯性环节和一阶微分环节来肯定.8. 稳固体系的开环幅相频率特点接近（-1,j0）点的程度表征了体系的相对稳固性,它距离（-1,j0）点越远 ,闭环体系相对稳固性就越高.9. 频域的相对稳固性经常应用相角裕度和幅值裕度暗示,工程上经常应用这里两个量来估算体系的时域机能指标.10. 某单位反馈体系的开环传递函数2()(5)G S s s =+,则其开环频率特点是2-2.0tan -)(1πωωϕ-=,开环幅频特点是424252)(A ωωω+=,开环对数频率特点曲线的转折频率为 .11. 单位负反馈体系开环传递函数为2()(5)G S s s =+,在输入旌旗灯号r(t)=sint 感化下,,体系的稳态输出c ss (t)=, 体系的稳态误差e ss (t)=.12. 开环体系的频率特点与闭环体系的时光响应有关.开环体系的低频段表征闭环体系的稳固性 ;开环体系的中频段表征闭环体系的动态机能;开环体系的高频段表征闭环体系的抗干扰才能 .主动掌握道理填空题温习（二）1.反馈掌握又称误差掌握,其掌握感化是经由过程输入量与反馈量的差值进行的.2.复合掌握有两种根本情势：即按参考输入的前馈复合掌握和按扰动的前馈复合掌握.3.两个传递函数分离为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方法衔接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G 1(s)+G 2(s)（用G 1(s)与G 2(s)暗示）.5.若某体系的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该体系的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++. 6.根轨迹肇端于开环顶点,终止于开环零点或无穷远.7.设某最小相位体系的相频特点为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该体系的开环传递函数为1)s(Ts s)1(++τP K 8.PI 掌握器的输入－输出关系的时域表达式是 0()()()tpp i K m t K e t e t dt T =+⎰, 其响应的传递函数为）（sT s i 11K )(G p c +=,因为积分环节的引入,可以改良体系的稳固机能.主动掌握道理填空题温习（三） 1.在水箱水温掌握体系中,受控对象为水箱,被控量为水温.2.主动掌握体系有两种根本掌握方法,当掌握装配与受控对象之间只有顺向感化而无反向接洽时,称为开环掌握体系;当掌握装配与受控对象之间不单有顺向感化并且还有反向接洽时,称为闭环掌握体系;含有测速发电机的电念头速度掌握体系,属于闭环掌握体系.3.稳固是对掌握体系最根本的请求,若一个掌握体系的响应曲线为衰减振荡,则该体系稳固.断定一个闭环线性掌握体系是否稳固,在时域剖析中采取劳斯判据;在频域剖析中采取奈奎斯特判据.4.传递函数是指在0初始前提下.线性定常掌握体系的输入拉氏变换与输出拉氏变换之比.5.设体系的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特点为相频特点为 arctan 180arctan T τωω-- .6.频域机能指标与时域机能指标有着对应关系,开环频域机能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域机能指标调剂时光s t ,它们反应了体系动态进程的快速性.主动掌握道理填空题温习（四）1.对主动掌握体系的根本请求可以归纳综合为三个方面,即：稳固性.快速性和精确性.2.掌握体系的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始前提下的比值称为传递函数.一阶体系传函尺度情势是1()1G s Ts =+,二阶体系传函尺度情势是222()2n n n G s s s ωζωω=++. 3.在经典掌握理论中,可采取劳斯判据.根轨迹法或奈奎斯特判据等办法断定线性掌握体系稳固性.4.掌握体系的数学模子,取决于体系构造和参数, 与外感化及初始前提无关.5.线性体系的对数幅频特点,纵坐标取值为20lgA （ω）,横坐标为lg （ω）.6.奈奎斯特稳固判据中,Z = P - R ,个中P 是指右半S 平面的开环顶点个数,Z 是指右半S 平面的闭环顶点个数,R 指奈氏曲线逆时针偏向包抄 (-1, j0 )整圈数 .7.在二阶体系的单位阶跃响应图中,s t 界说为调剂时光.%σ是超调.8.PI 掌握纪律的时域表达式是0()()()t p p i K m t K e t e t dt T =+⎰.P I D 掌握纪律的传递函数表达式是）（s T s i 11K )(G p c +=. 9.设体系的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++,则其开环幅频特点为()A ω=,相频特点为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---.主动掌握道理填空题温习（五）1.对于主动掌握体系的机能请求可以归纳综合为三个方面,即：稳固性.精确性和快速性,个中最根本的请求是稳固性.2.若某单位负反馈掌握体系的前向传递函数为()G s ,则该体系的开环传递函数为G （s ）.3.能表达掌握体系各变量之间关系的数学表达式或暗示办法,叫体系的数学模子,在古典掌握理论中体系数学模子有微分方程.传递函数等.4.断定一个闭环线性掌握体系是否稳固,可采取劳斯判据.根轨迹.奈奎斯特判据等办法.5.设体系的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++,则其开环幅频特点相频特点为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---.6.PID 掌握器的输入－输出关系的时域表达式是0()()()()t pp p i K de t m t K e t e t dt K T dtτ=++⎰, 其响应的传递函数为1()(1)C p i G s K s T s τ=++. 7.最小相位体系是指S 右半平面不消失体系的开环顶点及开环零点.主动掌握道理填空题温习（六）1. 某典范环节的传递函数是21)(+=s s G ,则体系的时光常数是.2. 延迟环节不转变体系的幅频特点,仅使相频特点产生变更.3. 若要周全地评价体系的相对稳固性,须要同时根据相位裕量和幅值裕量来做出断定.4. 一般讲体系的加快度误差指输入是阶跃旌旗灯号所引起的输出地位上的误差.5. 输入雷同时,体系型次越高,稳态误差越小.6. 体系主反馈回路中最罕有的校订情势是串联校订和反馈校订.7. .已知超前校订装配的传递函数为132.012)(++=s s s G c ,其最大超前角所对应的频率=m ω.8. 若体系的传递函数在右半S 平面上没有开环零点和开环顶点,则该体系称作最小相位体系.9.对掌握体系机能的根本请求有三个方面：稳固性.快速性. 精确性.10.传递函数的界说：在0初始前提下,线性定常体系输出量的拉氏变换与体系输入量的拉氏变换变换之比.11.掌握体系稳固的充分须要前提是：体系的全体闭环顶点都在复平面的左半平面上.12.增长体系开环传递函数中的积分环节的个数,即进步体系的型别,可改良其稳态精度.13.频率特点法主如果经由过程体系的开环频率特点来剖析闭环体系机能的,可防止复杂的求解运算,盘算量较小.主动掌握道理填空题温习（七）1.2. ω从0变更到+∞时,延迟环节频率特点极坐标图为圆.3. 若体系的开环传递函数为2)(5 10+s s ,则它的开环增益为5.4. 在旌旗灯号流图中,只有方框图单元不必节点暗示.5.二阶体系的传递函数()12412++=s s s G ,其阻尼比ζ是. 6.若二阶体系的调剂时光长,则解释体系处于过阻尼状况. 7.比例环节的频率特点相位移()=ωϕ0. 8. 已知体系为最小相位体系,则一阶惯性环节的幅频变更规模为0~1.9. 为了包管体系稳固,则闭环顶点都必须在复平面的左半平面上.主动掌握道理填空题温习（八）1.一阶惯性体系21)(+=s s G 的转角频率指=ω22.设单位负反馈掌握体系的开环传递函数)()(a s s Ks G +=,个中K >0,a >0,则闭环掌握体系的稳固性与C 有关.A.K 值的大小有关B.a 值的大小有关C.a 和K 值的大小无关D.a 和K 值的大小有关3.已知二阶体系单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡,则其阻尼比可能为04.体系特点方程式的所有根均在根平面的左半部分是体系稳固的充要前提5.体系稳态误差与体系的构造和参数有（有/无）关6.当输入为单位加快度且体系为单位反馈时,对于I 型体系其稳态误差为∞.7.若已知某串联校订装配的传递函数为s s G c 2)(=,则它是一种微分调节器8.在体系校订时,为降低其稳态误差优先选用超前校订.9.根轨迹上的点应知足的幅角前提为()()=∠s H s G ）（1k 2180o +±k=0,1,2.....10.主导顶点的特色是距离虚轴很近.主动掌握道理填空题温习（九）1．在掌握体系中,若经由过程某种装配将反应输出量的旌旗灯号引回往来来往影响掌握旌旗灯号,这种感化称为反馈.2．一般情形,降低体系开环增益,体系的快速性和稳态精度将__进步______.3．.串联环节的对数频率特点为各串联环节对数频率特点的_乘积_.4．频率特点由_幅频特点__和___相频特点__构成.。

自动控制原理知识点

第一章自动控制的一般概念1.1 自动控制的基本原理与方式1、自动控制、系统、自动控制系统◎自动控制：是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律（给定值）运行。

◎系统：是指按照某些规律结合在一起的物体（元部件）的组合，它们相互作用、相互依存，并能完成一定的任务。

◎自动控制系统：能够实现自动控制的系统就可称为自动控制系统，一般由控制装置和被控对象组成。

除被控对象外的其余部分统称为控制装置，它必须具备以下三种职能部件。

•测量元件：用以测量被控量或干扰量。

•比较元件：将被控量与给定值进行比较。

•执行元件：根据比较后的偏差，产生执行作用，去操纵被控对象。

参与控制的信号来自三条通道，即给定值、干扰量、被控量。

2、自动控制原理及其要解决的基本问题◎自动控制原理：是研究自动控制共同规律的技术科学。

而不是对某一过程或对象的具体控制实现（正如微积分是一种数学工具一样）。

◎解决的基本问题：•建模：建立系统数学模型（实际问题抽象，数学描述）•分析：分析控制系统的性能（稳定性、动/稳态性能）•综合：控制系统的综合与校正——控制器设计（方案选择、设计）3、自动控制原理研究的主要内容4、室温控制系统5、控制系统的基本组成◎被控对象：在自动化领域，被控制的装置、物理系统或过程称为被控对象（室内空气）。

◎控制装置：对控制对象产生控制作用的装置，也称为控制器、控制元件、调节器等（放大器）。

◎执行元件：直接改变被控变量的元件称为执行元件（空调器）。

◎测量元件：能够将一种物理量检测出来并转化成另一种容易处理和使用的物理量的装置称为传感器或测量元件（热敏电阻）。

◎比较元件：将测量元件和给定元件给出的被控量实际值与参据量进行比较并得到偏差的元件。

◎放大元件：放大偏差信号的元件。

◎校正元件（补偿元件）：结构参数便于调整的元件，用于改善系统性能。

自动控制原理各章知识精选全文完整版

⑴ 偏差、误差的概念
(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》知识点资料整理总结

第一章绪论1.机械系统：以实现一定的机械运动、输出一定的机械能和承受一定的机械载荷为目的。

激励（输入）：外界与系统的作用，如作用力（载荷）。

分为控制输入和扰动输入。

响应（输出）：系统由于激励作用而产生的变形或位移。

2.机械工程控制论的研究对象和任务是什么？机械工程控制论实质上是研究机械工程中广义系统的动力学问题。

具体地说，是广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定的初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性所决定的整个动态历程，研究系统与其输入、输出三者之间的动态关系。

从系统、输入、输出三者之间的关系出发，根据已知条件与求解问题的不同，机械控制工程论的任务可以分为以下五个方面：（系统分析问题）已知系统和输入，求系统的输出。

（最优控制问题）已知系统和理想输出，设计输入。

（最优设计问题）已知输入和理想输出，设计系统（滤波与预测问题）已知输出，确定系统，以识别输入或输出中的有关信息。

（系统辨识问题）已知输入和输出，求系统的结构与参数。

3.控制系统的基本要求（稳、准、快）稳定性：动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。

稳定性是系统工作的首要条件。

准确性：在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差。

衡量系统工作性能的重要指标。

快速性：系统输出量与希望值之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度。

控制的三要素：控制对象、控制目标、控制手段。

控制论的两个核心：信息和反馈需要解决的两大基本问题：控制系统的分析和控制系统的设计。

4.反馈：将系统的输出以一定的方式返回到系统的输入端并共同作用于系统的过程。

内反馈：系统或过程中存在的各种自然形成的反馈。

内反馈是造成机械系统存在动态特性的根本原因。

外反馈：在自动控制系统中，为达到某种控制目的而人为加入的反馈。

正反馈：能使系统的绝对值增大的反馈。

负反馈：能使系统的绝对值减小的反馈。

5.自动控制的本质：闭环自动控制系统的工作过程就是一个“检测偏差并纠正偏差”的过程。