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

、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。

、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

第二章控制系统的数学模型

、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）数学工具一拉氏变换及反变换;

（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。

、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。 三、内容结构图 广1微分方程（组）的建立及标准化

卜J 非线性微分方程的线性化

J 线性系统微分方程的解及性质

J 定义及性质

J 机理

分析法

J 局限性及表示形式

卜彳 典型环节的传递函数 *1建立物理系统的传递函数

r 」实验

L 辨识法

牛顿第二 定律（达朗 伯原理）

基尔霍夫

定律（时 域及复域

形式）

线 性 系 统 的 数 学 模 型

*1传递函数矩阵

由微分方程绘制

绘制

—由原理图绘制

--- ► 有关术语

开环传递函数

I —►闭环传递函数

TI 等效变换规则

串联、并联、反馈

引出点、比较点移动规则

二梅逊公式

j 信号流图

绘制

有关术语

■

厶由方框图绘制

—由微分方程绘制

源节点、汇节点、混合节点

通路及回路

求取代数 方程组的 解，化简 结构图或

信号流图

第三章控制系统的时域分析

2. 控制系统的稳定性

3. 控制系统的动态性能

(1) 一阶系统的暂态响应；(2)二阶系统的暂态响应。 4. 控制系统的稳态性能 (1) 一般概念；(2)误差系数。 、基本要求

1. 了解线性定常系统的时域响应组成，熟悉控制系统暂态响应性能指标的定义(#) 。

2. 掌握一阶系统的暂态响应及性能指标，并能根据给出的指标确定满足要求的系统参数

(#)

3. 掌握二阶系统的暂态响应分析及其与极点之间的关系，重点掌握二阶系统的暂态响应性

能指标公式及计算，并能根据给出的指标确定满足要求的系统参数 匚和⑷n ,尤其是改善 二阶系统动态性能的两种措施。(#) (#)

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。

四、知识结构图 、学习要点 1.基本概念：稳定性、 时域响应、动态性能指标、误差与稳态误差等。 (1)劳斯稳定判据;

(2) 赫尔维茨稳定判据。

T 。

5 .了解稳定性的概念，掌握线性定常系统稳定的充要条件(#) 0

6 .重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用（#）

能根据系统要求确定满足稳定的系统参数范围（#）

（切，对Hurwitz判据有一般了

解。

(#)。

7 .了解稳态误差的概念、定义、产生原因、类型。

8.重点掌握给定稳态误差终值的计算，稳态误差系数的计算，扰动稳态误差终值的计算及

减小稳态误差的方法，并能根据系统对稳态误差的要求确定系统参数。（#）

（#）

三、内容结构图

控制系统的时域分析*劳斯一赫尔维茨稳定判据

二阶系统的暂态响应分析及其与极点之间的关系，二阶系统的暂态响应性能指标公式及计算。

稳态误差的定义、产生原因、类型

四、知识结构图

积分环节数目U 1、Ki 扰动作用点之前传递函数G1

（S）

稳态误差终值的计算