自动控制原理复习总结(精辟)
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结1. 控制系统基本概念：自动控制系统是通过对被控对象进行测量、比较和纠正等操作，使其输出保持在期望值附近的技术体系。
控制系统由传感器、控制器和执行器组成。
2. 反馈控制原理：反馈是指对被控对象输出进行测量，并将测量结果与期望值进行比较，通过纠正控制信号来消除误差。
反馈控制系统具有稳定性好、抗干扰能力强的特点。
3. 控制回路的结构：控制回路通常包括输入端、输出端、传感器、控制器和执行器等组成。
传感器用于将被测量的物理量转换为电信号；控制器根据测量结果和期望值进行计算，并输出控制信号；执行器根据控制信号，对被控对象进行操作。
4. 控制器的分类：控制器按照控制操作的方式可以分为比例控制器、积分控制器和微分控制器。
比例控制器根据误差的大小与一定的系数成比例地输出控制信号；积分控制器根据误差的累积值输出控制信号；微分控制器根据误差变化率的大小输出控制信号。
5. 稳定性分析：稳定性是指控制系统在无限时间内，输出能够在期望值附近波动。
常用的稳定性分析方法有判据法、频域法和根轨迹法等。
6. 控制系统的频域分析：频域分析是一种通过研究系统对不同频率的输入信号的响应特性，来分析控制系统的方法。
常用的频域分析方法有频率响应曲线、伯德图和封闭环传递函数等。
7. 根轨迹法：根轨迹法是一种用于分析和设计控制系统稳定性和性能的图形方法。
根轨迹是指系统极点随参数变化而形成的轨迹，通过分析根轨迹的形状，可以得到系统的稳定性和性能信息。
8. 灵敏度分析：灵敏度是指输出响应对于某个参数的变化的敏感程度。
灵敏度分析可以用于确定系统设计中的参数范围，以保证系统的稳定性和性能。
9. 鲁棒性分析：鲁棒性是指控制系统对于模型参数变化和外部干扰的抵抗能力。
鲁棒性分析可以用于设计具有稳定性好和抗干扰能力强的控制系统。
10. 自适应控制：自适应控制是指控制系统能够根据被控对象的变化自动调整控制策略和参数。
自适应控制通常使用系统辨识技术来识别被控对象的模型，并根据模型参数进行自动调整。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结咱们先来聊聊啥是自动控制原理哈。
这东西就像是一个神奇的魔法，能让各种机器和系统乖乖听话，按照咱们想要的方式工作。
比如说，家里的空调，它能自动调节温度，让房间始终保持舒适，这背后就是自动控制原理在起作用。
还有汽车的自动驾驶，飞机的自动导航，工厂里那些自动化的生产线，都离不开它。
那自动控制原理到底都有啥知识点呢？首先得说说控制系统的组成。
这就好比一个乐队，有指挥的（控制器），有演奏乐器的（执行器），有接收声音的（传感器），还有最终呈现音乐的（被控对象）。
传感器就像是人的眼睛和耳朵，能感知到外界的变化，然后把这些信息传给控制器。
控制器呢，就相当于大脑，它接收到信息后，经过一番思考，下达指令给执行器。
执行器就像是手脚，负责去执行这些指令，让被控对象做出相应的动作。
反馈也是个特别重要的概念。
就好比你学骑自行车，眼睛看到自己歪了，然后调整方向，这就是反馈。
在控制系统里，通过反馈能让系统更加稳定和精确。
比如说，一个温度控制系统，如果没有反馈，温度可能一会儿高一会儿低。
但有了反馈，就能根据实际温度和设定温度的偏差，不断调整加热或者制冷的力度，让温度稳稳地保持在设定值。
再说说控制系统的性能指标。
这就像是评价一个学生的成绩一样，有稳定性、准确性和快速性。
稳定性就好比你站在平衡木上不能掉下来；准确性呢，就是你考试的分数要接近满分；快速性就是你做题要又快又好。
还有系统的数学模型，这可是个关键。
就像给系统拍了个“X光片”，能让我们清楚地看到它内部的结构和工作原理。
常见的有微分方程、传递函数和状态空间表达式。
记得有一次，我去工厂参观，看到一个自动化的生产设备出了故障。
工人们急得团团转，后来技术人员来了，一番检查后，发现是控制器的参数设置出了问题。
经过重新调整，设备又欢快地运转起来了。
当时我就深刻体会到，掌握好自动控制原理是多么重要啊！控制系统的校正也是个重点。
如果系统性能不达标，就像一个偏科的学生，得给他补补课。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结咱们先来聊聊啥是自动控制原理哈。
想象一下，你有一辆遥控小汽车，你想让它按照你期望的速度和方向跑，这中间的种种操作和规律，就是自动控制原理要研究的东西。
这门学问里，首先得知道啥是控制系统。
简单说，就是一堆能让某个东西按照咱想法动起来的部件组合。
比如说家里的空调，你设定个温度，它就能自己调节制冷制热，让屋里保持在那个温度，这里面就有控制系统在工作。
再来说说反馈，这可是个重要概念。
就像你考试完了，老师给你打分告诉你哪儿对哪儿错，你才能知道咋改进，下次考得更好。
控制系统里也是这样，通过反馈，能把实际情况和期望情况做比较，然后进行调整。
开环控制和闭环控制也是不得不提的。
开环控制就像你蒙着眼睛扔飞镖，扔出去就不管了，结果咋样全靠运气。
闭环控制呢，则是你睁着眼睛扔，能看到飞镖的位置，随时调整扔的力度和角度，直到命中目标。
咱举个例子哈，比如说你想做个自动浇花的装置。
如果是开环控制，你就设定好每天几点浇水，浇多长时间，不管花需不需要，都这么浇。
但要是闭环控制，就会有个传感器能检测土壤的湿度，湿度不够了才浇水，够了就不浇，这多智能！还有系统的稳定性，这就好比你骑自行车，要是车不稳，东倒西歪的，你肯定骑不了。
控制系统也一样，不稳定就没法正常工作。
传递函数也是个关键知识点。
它就像是系统的“身份证”，通过它能了解系统的特性。
在自动控制原理里，时域分析能让我们直接看到系统对输入的响应随时间的变化。
比如说，你按了一下遥控器，遥控车多长时间能达到你想要的速度，这就是时域分析要研究的。
频域分析呢，则是从另一个角度看系统的性能。
就好像你听音乐，不同的频率有不同的声音，频域分析就是研究系统对不同频率输入的反应。
根轨迹法能帮我们分析系统参数变化对系统性能的影响。
想象一下，你调整遥控车的某个零件，看看车的速度和灵活性会怎么变，这就是根轨迹法在起作用。
最后说说校正装置，这就像是给系统“治病”。
如果系统性能不好，通过加上校正装置，能让它变得更好用。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结自动控制原理是一门研究自动控制系统的基本理论和方法的学科，它对于理解和设计各种控制系统具有重要意义。
下面将对自动控制原理的一些关键知识点进行总结。
一、控制系统的基本概念控制系统是由控制对象、控制器和反馈环节组成的。
控制对象是需要被控制的物理过程或设备，例如电机的转速、温度的变化等。
控制器则是根据输入的控制信号和反馈信号来产生控制作用，以实现对控制对象的期望控制。
反馈环节则将控制对象的输出信号反馈给控制器，形成闭环控制，从而提高系统的控制精度和稳定性。
在控制系统中，常用的术语包括输入量、输出量、偏差量等。
输入量是指施加到系统上的外部激励，输出量是系统的响应，而偏差量则是输入量与反馈量的差值。
二、控制系统的数学模型建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的基础。
常见的数学模型有微分方程、传递函数和状态空间表达式。
微分方程描述了系统输入与输出之间的动态关系，通过对系统的物理规律进行分析和推导，可以得到微分方程形式的数学模型。
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。
它将复杂的微分方程转化为简单的代数形式，便于系统的分析和设计。
状态空间表达式则是用一组状态变量来描述系统的内部动态特性，能够更全面地反映系统的性能。
三、控制系统的性能指标为了评估控制系统的性能，需要定义一些性能指标。
常见的性能指标包括稳定性、准确性和快速性。
稳定性是控制系统能够正常工作的前提，如果系统不稳定，输出将无限制地增长或振荡，无法实现控制目标。
准确性通常用稳态误差来衡量，它表示系统在稳态时输出与期望输出之间的偏差。
快速性则反映了系统从初始状态到达稳态的速度，常用上升时间、调节时间等指标来描述。
四、控制系统的稳定性分析判断控制系统的稳定性是自动控制原理中的重要内容。
常用的稳定性判据有劳斯判据和赫尔维茨判据。
劳斯判据通过计算系统特征方程的系数来判断系统的稳定性，具有计算简单、直观的优点。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结自动控制原理是一门研究自动控制系统的分析与设计的学科，它对于理解和实现各种工程系统的自动化控制具有重要意义。
以下是对自动控制原理中一些关键知识点的总结。
一、控制系统的基本概念控制系统由控制对象、控制器和反馈通路组成。
控制的目的是使系统的输出按照期望的方式变化。
开环控制系统没有反馈环节，输出不受控制，精度较低；闭环控制系统通过反馈将输出与期望的输入进行比较，从而实现更精确的控制。
二、控制系统的数学模型数学模型是描述系统动态特性的工具，常见的有微分方程、传递函数和状态空间表达式。
微分方程是最直接的描述方式，但求解较为复杂。
传递函数适用于线性定常系统，将输入与输出的关系以代数形式表示，便于分析系统的稳定性和性能。
状态空间表达式则能更全面地反映系统内部状态的变化。
三、时域分析在时域中，系统的性能可以通过单位阶跃响应来评估。
重要的性能指标包括上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。
一阶系统的响应具有简单的形式，其时间常数决定了系统的响应速度。
二阶系统的性能与阻尼比和无阻尼自然频率有关，不同的阻尼比会导致不同的响应曲线。
四、根轨迹法根轨迹是指系统开环增益变化时，闭环极点在复平面上的轨迹。
通过绘制根轨迹，可以直观地分析系统的稳定性和动态性能。
根轨迹的绘制遵循一定的规则，如根轨迹的起点和终点、实轴上的根轨迹段等。
根据根轨迹，可以确定使系统稳定的开环增益范围。
五、频域分析频域分析使用频率特性来描述系统的性能。
波特图是常用的工具，包括幅频特性和相频特性。
通过波特图，可以评估系统的稳定性、带宽和相位裕度等。
奈奎斯特稳定判据是频域中判断系统稳定性的重要方法。
六、控制系统的校正为了改善系统的性能，需要进行校正。
校正装置可以是串联校正、反馈校正或前馈校正。
常见的校正方法有超前校正、滞后校正和滞后超前校正。
校正装置的设计需要根据系统的性能要求和原系统的特性来确定。
七、采样控制系统在数字控制系统中，涉及到采样和保持、Z 变换等概念。
自动控制原理知识点复习资料整理
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。
自动控制原理知识点汇总
自动控制原理知识点汇总自动控制原理是研究和设计自动控制系统的基础学科。
它研究的是用来实现自动化控制的基本概念、理论、方法和技术，以及这些概念、理论、方法和技术在工程实践中的应用。
下面是自动控制原理的一些重要知识点的汇总。
一、控制系统的基本概念1.控制系统的定义：控制系统是用来使被控对象按照一定要求或期望输出的规律进行运动或改变的系统。
2.控制系统的要素：输入、输出、被控对象、控制器、传感器、执行器等。
3.控制系统的分类：开环控制和闭环控制。
4.控制系统的性能评价指标：稳定性、快速性、准确性、抗干扰性、鲁棒性等。
二、数学建模1.控制对象的数学建模方法：微分方程模型、离散时间模型、差分方程模型等。
2.控制信号的形式化表示：开环信号和闭环信号。
三、传递函数和频率响应1.传递函数：描述了控制系统输入和输出之间的关系。
2.传递函数的性质：稳定性、正定性、因果性等。
3.频率响应：描述了控制系统对不同频率输入信号的响应。
四、稳定性分析和设计1.稳定性的定义：当外部扰动或干扰没有足够大时，系统的输出仍能在一定误差范围内稳定在期望值附近。
2.稳定性分析的方法：根轨迹法、频域方法等。
3.稳定性设计的方法：规定根轨迹范围、引入正反馈等。
五、PID控制器1.PID控制器的定义：是一种用于连续控制的比例-积分-微分控制器，通过调节比例、积分和微分系数来实现对系统的控制。
2.PID控制器的工作原理和特点：比例控制、积分控制、微分控制、参数调节等。
六、根轨迹设计方法1.根轨迹的定义：描述了系统极点随控制输入变化时轨迹的变化规律。
2.根轨迹的特点：实轴特征点、虚轴特征点、极点数量等。
3.根轨迹的设计方法：增益裕量法、相位裕量法等。
七、频域分析与设计1.频率响应的定义：描述了系统对不同频率输入信号的响应。
2.频率响应的评价指标：增益裕量、相位裕量、带宽等。
3.频域设计方法：根据频率响应曲线来调整系统参数。
八、状态空间分析与设计1.状态空间模型：描述了系统状态和输入之间的关系。
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(通用4篇)
自动控制原理知识点总结第1篇频率特性分为两种，分别是A(ω) 幅频特性和 φ(ω) 相频特性。
对于一个一阶线性定常系统对正弦输入信号 Asinωt 的稳态输出 Ysin(ωt +ψ) ，仍是一个正弦信号，其特点：①频率与输入信号相同；②振幅 Y为输入振幅A的 |G(jω)| 倍；③相移为 ψ = ∠G(jω)。
振幅 Y 和相移 ψ都是输入信号频率 ω 的函数，对于确定的 ω 值来说，振幅Y和相移 ψ 都将是常量。
|G(jω)| = Y / A 正弦输出对正弦输入的幅值比—幅频特性∠G(jω) = ψ正弦输出对正弦输入的相移—相频特性理论上可将频率特性的概念推广的不稳定系统，但是，系统不稳定时，瞬态分量不可能消失，它和稳态分量始终同时存在，所以，不稳定系统的频率特性是观察不到的。
（1）幅相曲线：对于一个确定的频率，必有一个幅频特性的幅值和一个幅频特性的相角与之对应，幅值与相角在复平面上代表一个向量。
当频率ω从零变化到无穷时，相应向量的矢端就描绘出一条曲线。
这条曲线就是幅相频率特性曲线，简称幅相曲线。
（2）幅频特性曲线：对数幅频特性曲线又称为伯德图（曲线）。
对数频率特性曲线的横坐标是频率 ω ，并按对数分度，单位是[rad/s] .对数幅频曲线的纵坐标表示对数幅频特性的函数值，线性分度，单位是[dB]，此坐标系称为半对数坐标系。
对数相频特性曲线的纵坐标表示相频特性的函数值，线性分度 , 单位是 (0) 或（弧度），频率特性G(jω) 的对数幅频特性定义如下 L（ω） = 20lg |G(jω)| 对数分度优点：扩大频带、化幅值乘除为加减、易作近似幅频特性曲线图。
（3）对数幅相曲线（又称尼柯尔斯曲线）：其特点是纵、横坐标都线性分度，对数幅相图的横坐标表示对数相频特性的相角，纵坐标表示对数幅频特性的幅值的分贝数。
自动控制原理知识点总结第2篇一阶系统的数学模型（1）单位阶跃响应——输入 r(t) = 1(t)，输出 h(t) = 1 - e-t/T， t >0 特点：●可以用时间常数去度量系统的输出量的数值。
自动控制原理总总结
自动控制原理总总结集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#《自动控制原理》总复习1. 2. 3. 4. 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1（1（32（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。
（＃＃）6、传递函数的求取方法：1）直接法：由微分方程直接得到。
2）复阻抗法：只适用于电网络。
3）结构图及其等效变换，用梅逊公式。
4）信号流图用梅逊公式。
4.一般了解高阶系统的暂态响应，掌握闭环主导极点的概念。
5.了解稳定性的概念，掌握线性定常系统稳定的充要条件（＃）。
6.重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用（＃）（＃），对Hurwitz判据有一般了解。
能根据系统要求确定满足稳定的系统参数范围（＃）（＃）。
7.了解稳态误差的概念、定义、产生原因、类型。
自动控制原理复习总结（精辟）
⾃动控制原理复习总结（精辟）第⼆章控制系统的数学模型复习指南与要点解析要求：根据系统结构图应⽤结构图的等效变换和简化或者应⽤信号流图与梅森公式求传递函数（⽅法不同，但同⼀系统两者结果必须相同）⼀、控制系统3种模型，即时域模型----微分⽅程；※复域模型——传递函数；频域模型——频率特性。
其中重点为传递函数。
在传递函数中，需要理解传递函数定义（线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉⽒变换式与输⼊量的拉⽒变换式之⽐）和性质。
零初始条件下：如要求传递函数需拉⽒变换，这句话必须的。
1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持⼀致（P45）2．结构图基本连接⽅式只有串联、并联和反馈连接三种。
如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接⽅式，就应⽤移出引出点或⽐较点先解套，再画简。
其中：※引出点前移在移动⽀路中乘以()G s 。
（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可）引出点后移在移动⽀路中乘以1/()G s 。
相加点前移在移动⽀路中乘以1/()G s 。
相加点后移在移动⽀路中乘以()G s 。
[注]：乘以或者除以()G s ，()G s 到底在系统中指什么，关键看引出点或者相加点在谁的前后移动。
在谁的前后移动，()G s 就是谁。
例1:)解法 1:1) 3()G s 前⾯的引出点后移到3()G s的后⾯（注：这句话可不写，但是必须绘制出下⾯的结构图，)2) 消除反馈连接)3) 消除反馈连接 4) 得出传递函数123121232123()()()()()1()()()()()()()()()G s G s G s C s R s G s G s H s G s G s H s G s G s G s =+++[注]：可以不写你是怎么做的，但是相应的解套的那步结构图必须绘制出来。
⼀般，考虑到考试时间限制，化简结构图只须在纸上绘制出2-3个简化的结构图步骤即可，最后给出传递函数()()C s R s =。
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：
自动控制原理基础知识点总结
自动控制原理基础知识点总结自动控制原理是研究自动控制系统的基本原理和方法的一门学科，其核心思想是通过输入-输出关系来实现对系统的控制和调节。
以下是自动控制原理的一些基础知识点总结：1. 控制系统的组成：自动控制系统主要由输入信号、控制器、执行器和被控对象组成。
其中输入信号是控制系统的指令，控制器是根据输入信号和输出信号之间的差异来生成控制信号，执行器将控制信号转换为作用于被控对象的物理量。
2. 反馈控制和前馈控制：反馈控制是指将系统输出信号通过传感器反馈到控制器中，并与输入信号进行比较来生成控制信号；前馈控制是指将输入信号直接作用于控制器，不考虑系统输出信号的影响。
反馈控制可以有效地补偿系统的不确定性和扰动，提高系统的稳定性和鲁棒性。
3. 系统的数学模型：自动控制系统的设计和分析通常需要建立系统的数学模型，常见的数学模型包括差分方程、微分方程和状态空间方程。
通过对系统的数学模型进行分析，可以获得系统的稳定性、响应速度、稳态误差等性能指标，并用于控制器的设计和参数调节。
4. 控制器的类型：常见的控制器类型包括比例控制器、积分控制器和微分控制器，它们分别根据输出信号与误差信号的线性关系、积分关系和导数关系对系统进行控制。
此外，还可以通过组合和级联这些控制器来设计更复杂的控制系统。
5. 根轨迹和频率响应：根轨迹图可以用来分析系统的稳定性和动态特性，通过观察根轨迹的形状和分布可以确定系统的稳定性和阻尼特性。
频率响应则是通过输入信号在不同频率下的响应来分析系统的频域特性和频率补偿。
6. 系统的稳定性：系统的稳定性是指在某种条件下，系统输出能够在有界的范围内保持稳定。
常见的稳定性分析方法包括稳定性判据、稳定裕度和相角裕度分析。
7. 系统的性能指标：常见的性能指标包括系统的超调量、调整时间、静态误差和稳态误差，这些指标用于评估系统的控制性能和稳定性。
8. 控制系统的校正和调节：通过对系统控制器参数的调整和优化，可以改善系统的控制性能和稳定性。
自动控制原理知识点复习资料整理
数为单位阶跃信号，而单位阶跃信号的导数为单位脉冲信号。相应
的 ，从输出信号来看，单位斜坡响应的导数为单位阶跃响应，而单
位阶跃响应的导数是单位脉冲响应。由此得出 线性定常系统的一个
重要性质;某输入信号的输出响应，就等于该输出响应的导数；同理，
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。对 方框图进行变换和化简时要遵循等效原则：对任一环节进行变换时，
tr
d
n 1 2
其中 arctan
1 2
9、峰值时间 t p ：根据 tp的定义，可采用求极值的方法来求取它，得
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
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结一、数学模型与传递函数1.系统的数学模型：数学模型是通过建立系统的数学方程来描述系统的物理特性和行为规律。
2.传递函数：传递函数是描述系统的输入和输出之间关系的函数，它是系统的拉普拉斯变换的比值。
二、系统的稳定性1.稳定性的概念：系统的稳定性是指系统在给定条件下的输出是否能够始终收敛到一个有限的范围内。
2.稳定性判据：稳定性可以通过判断系统的极点位置来确定，例如极点都位于左半平面时系统是稳定的。
3. 稳定性分析方法：常用的稳定性分析方法有根轨迹法、Nyquist稳定判据和Bode稳定判据。
三、系统的时间响应1.系统的单位冲击响应：单位冲击响应是系统对冲激信号的输出响应，它可以通过拉普拉斯变换和反变换求得。
2.系统的单位阶跃响应：单位阶跃响应是系统对阶跃信号的输出响应，它可以通过拉普拉斯变换和反变换求得。
3.响应特性参数：常用的响应特性参数有时间常数、峰值时间、峰值幅值、上升时间、超调量和稳态误差等。
四、控制系统的单一闭环反馈1.开环系统与闭环系统：开环系统是指没有反馈路径的系统，闭环系统是指存在反馈路径的系统。
2.单位负反馈控制系统：单位负反馈控制系统是指闭环系统中反馈信号与输入信号的比例为-1的系统。
3.闭环系统的稳态误差：稳态误差是指系统在达到稳定状态后，输出与期望输出之间的偏差。
4.稳态误差的计算和减小方法：可以通过增大控制增益、引入积分环节或者采用预估控制来减小稳态误差。
五、PID控制器1.PID控制器的结构和原理：PID控制器是由比例环节、积分环节和微分环节组成的控制器。
比例环节根据当前误差来调节输出，积分环节根据累积误差来调节输出，微分环节根据误差变化率来调节输出。
2.PID调节器参数整定方法：常用的整定方法有经验整定法、频域法和模拟优化等。
六、根轨迹法1.根轨迹的概念和性质：根轨迹是描述系统极点运动规律的图形,它是由系统的传递函数特征方程的根随一个参数的改变轨迹而形成的。
《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。
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学习必备 欢迎下载2009 年秋季 自动控制理论（一）复习指南和要求第二章 控制系统的数学模型复习指南与要点解析要求： 根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数（方法不同，但同一系统两者结果必须相同）一、控制系统3种模型，即时域模型----微分方程；※复域模型——传递函数；频域模型——频率特性。
其中重点为传递函数。
在传递函数中，需要理解传递函数定义（线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比）和性质。
零初始条件下：如要求传递函数需拉氏变换，这句话必须的。
二、※※※结构图的等效变换和简化--- 实际上，也就是消去中间变量求取系统总传递函数的过程。
1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致（P45）2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。
如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。
其中：※引出点前移在移动支路中乘以()G s 。
（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可）引出点后移在移动支路中乘以1/()G s 。
相加点前移在移动支路中乘以1/()G s 。
相加点后移在移动支路中乘以()G s 。
[注]：乘以或者除以()G s ，()G s 到底在系统中指什么，关键看引出点或者相加点在谁的前后移动。
在谁的前后移动，()G s 就是谁。
例1:)解法 1:1) 3()G s 前面的引出点后移到3()G s 的后面（注：这句话可不写，但是必须绘制出下面的结构图，)2) 消除反馈连接)3) 消除反馈连接4) 得出传递函数123121232123()()()()()1()()()()()()()()()G s G s G s C s R s G s G s H s G s G s H s G s G s G s =+++ [注]：可以不写你是怎么做的，但是相应的解套的那步结构图必须绘制出来。
一般，考虑到考试时间限制，化简结构图只须在纸上绘制出2-3个简化的结构图步骤即可，最后给出传递函数()()C s R s =。
） 解法 2: 1()G s 后面的相加点前移到1()G s 前面，并与原来左数第二个相加点交换位置，即可解套，自己试一下。
[注]：条条大路通罗马，但是其最终传递函数()()C s R s =一定相同） [注]：※※※比较点和引出点相邻，一般不交换位置※※※，切忌，否则要引线） 三. ※※※应用信号流图与梅森公式求传递函数梅森公式： ∑=∆∆=nk k k P P 11式中，P —总增益；n —前向通道总数；P k —第k 条前向通道增益；△—系统特征式，即 +-+-=∆∑∑∑f e d c b a L L L L L L 1Li —回路增益；∑La —所有回路增益之和；∑LbLc —所有两个不接触回路增益乘积之和； ∑LdLeLf —所有三个不接触回路增益乘积之和；△k—第k 条前向通道的余因子式，在△计算式中删除与第k 条前向通道接触的回路。
[注]：一般给出的是结构图，若用梅森公式求传递函数，则必须先画出信号流图。
注意2：在应用梅森公式时，一定要注意不要漏项。
前向通道总数不要少，各个回路不要漏。
例2: 已知系统的方框图如图所示 。
试求闭环传递函数C(s)/R(s) (提示：应用信号流图及梅森公式)解1）[注]2) 应用梅森公式求闭环传递函数: 前向通道增益3211G G G P =；342G G P =；回路增益221H G L -=；133212H H G G G L -=；53G L -=；43431L G G H H =- 特征式2212313534312521G H G G G H H G G G H H G G H ∆=+++++；余因子式（对应各个前项通道的）511G +=∆；521G +=∆；------经验：一般余因子式不会直接等于1，不然太简单了闭环传递函数1243522123135252()(1)()()1G G G G G C s R s G H G G G H H G G G H ++=++++ 四、知道开环传递函数的定义，并会求闭环系统的传递函数 1．开环传递函数，如图：12()()()()()()()G s H s B s G s G s H s s ε==，则()()()()()()B s G s s s G H s s H ε== )())((G s H s G s =------常见）2．四个闭环系统的传递函数----特点分母相同，即特征方程相同1212()()()()()1()()()G s G s C s s R s G s G s H s Φ==+（通常说的输出对输入的传递函数）；212()()()()1()()()n G s C s s N s G s G s H s Φ==+12()1()()1()()()s s R s G s G s H s εεΦ==+212()()()()()1()()()n G s H s s s N s G s G s H s εεΦ-==+[注]：后面求稳态误差需要第三章 线性系统的时域分析要求：1） 会分析系统的时域响应()c t ，包括动态性能指标；2） 会用劳斯判据判定系统稳定性并求使得系统稳定的参数条件； 3）会根据给出的系统结构图，求出系统稳态误差，并减小或消除之。
一、时域分析方法和思路：已知系统输入()r t 和系统模型()s Φ，求时域响应()c t 。
例1：求一阶系统的单位阶跃响应。
1）输入)(1)(t t r =，则其拉氏变换为ss R 1)(=，则 2）11111()()()111/T C s s R s Ts s s Ts s s TΦ==⋅=-=-+++ 3）对上式取拉氏反变换，得其响应单位阶跃信号的响应为： /()1e ,0t T ss ts c t c c t -=+=-≥[注1]：※※ss c 为稳态分量，它的变化由输入信号的形式（上例中)(1)(t t r =）决定；※ ※ts c （上例中/e t T ts c -=-）为暂态分量，由闭环传递函数的极点（上例中1s T=-）决定。
二、线性系统稳定的充要条件是闭环特征根均需具有负实部或者说()s Φ的极点都在在s 平面[左]半部分。
---系统稳定性是系统本来的固有特性，与外输入信号无关。
1．只有当系统的特征根全部具有负实部时，系统达到稳定。
2．如果特征根中有一个或一个以上具有正实部，则这表明系统不稳定；3． 如果特征根中具有一个或一个以上的零实部根，而其余的特征根均具有负实部，则脉冲响应函数趋于常数，或者趋于等幅正弦(余弦)振荡，称为临界稳定。
[注2]： 根据如果()s Φ极点都在s 平面左半部分，则暂态分量ts c 随时间增大而衰减为0；如果()s Φ极点有一个都在s 平面右半部分，则暂态分量ts c 随时间增大而发散。
三、※※※二阶系统单位阶跃响应及其欠阻尼情况下指标计算1．熟悉二阶系统单位阶跃响应的3个对应关系，即：不同阻尼比ζ类型—不同单位阶跃的时间响应波形图()c t ---不同系统稳定性2．二阶系统欠阻尼单位阶跃响应的指标计算：欠阻尼二阶系统上升时间、峰值时间、调节时间、超调量计算（公式必须牢记）p d t πω==r d t πβω-==()()%100%e100%()p p c t c c σσ-∞==⨯=⨯∞，43,0.02,,0.05s s nnt t ζωζω=∆==∆=或其中，阻尼角arctanβ=，阻尼振荡频率d ωω=例2：20XX 年考题已知控制系统如图所示，(1) 确定使闭环系统具有7.0=ζ及)/(6s rad n =ω的k 值和τ值；)6()(1+=s s s G ；s s H τ=)((2) 计算系统响应阶跃输入时的超调量p σ和峰值时间p t 。
解：(1) 22222)6()(nn n s s k s k s ks ωζωωτ++=+++=Φ； 23626n n k k ωζωτ⎧==⎪⎨=+⎪⎩, 则360.067k τ=⎧⎨=⎩ (2) 21/2%exp([1]) 4.6%σζπζ-=--=；s t d p 733.0/==ωπ。
例3 20XX 年考题：已知控制系统如图所示，)6()(+=s s ks G ；s s H τ=)(在0)(br =s G 时，闭环系统响应阶跃输入时的超调量%6.4=p σ、峰值时间733.0=p t 秒，确定系统的k 值和τ值；解：(1) 2222()(6)2n n nks s k s k s s ωΦτζωω==+++++； % 4.6%0.70.7336p n t σζω=⇒=⎧⎨=⇒=⎩；则262n n k k ωτζω⎧=⎪⎨+=⎪⎩则360.067k τ=⎧⎨=⎩ 四、附加闭环负实零点对系统影响具有闭环负实零点时的二阶系统分析对系统的作用表现为： 1. 仅在过渡过程开始阶段有较大影响；2. ※附加合适的闭环负实零点可使系统响应速度加快，但系统的超调量略有增大；3. ※负实零点越接近虚轴，作用越强。
五、高阶系统的时域分析---利用闭环主导极点降阶如果在系统所有的闭环极点中，距离虚轴最近的闭环极点周围没有闭环零点，而其他闭环极点又远离虚轴，且满足1|Re ||5|Re |i s s ≥式中，1s ——为主导极点； i s ——为非主导极点。
则距离虚轴最近的闭环极点所对应的响应分量随着时间的推移衰减得最慢，从而在系统的响应过程中起主导作用。
一般闭环主导极点为共轭闭环主导极点或者一个实闭环主导极点。
六、※※※利用劳斯判据判定系统稳定性并求使得系统稳定的参数条件。
1．※根据特征方程：1110()0n n n n D s a s a s a s a --=++++=，则线性系统稳定的充要条件是劳斯表首列元素均大于零；首列系数符号改变次数与分布在s 平面右半部的极点个数相同。
2．劳斯表特殊情况时，系统临界稳定或者不稳定。
3． 如果系统稳定，则特征方程1110()0n n n n D s a s a s a s a --=++++=系数同号且不缺项； 4．※利用劳斯判据判定系统稳定性例4: 已知系统结构图，试用劳斯稳定判据确定使闭环系统稳定的k 的取值范围。
解：2()(1)(2)ks s s s s kΦ=++++整理，432()332ks s s s s kΦ=++++从高到低排列特征方程系数 列劳斯表：S 4 1 3 k S 3 3 2 0 S 2 7/3 k S 1 (14-9 k)/70 S 0k如果劳斯表中第一列的系数均为正值，因此，1490,14/97kk -><，且0k >。