自动控制系统重点归纳总结
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。
自动控制原理多变量系统知识点总结
自动控制原理多变量系统知识点总结自动控制原理涉及的知识点繁多而深奥，其中，多变量系统是其中的一个重要分支。
多变量系统指的是具有多个输入和多个输出的控制系统，它常常用来描述和控制复杂的工业过程。
在这篇文章中，将对多变量系统的基本概念、建模方法和常见的控制策略进行总结，希望对读者们对多变量系统有一个清晰的了解。
一、多变量系统的基本概念多变量系统是指具有多个输入和多个输出的控制系统。
一个多变量系统可以用矩阵形式表示，其中输入矩阵表示控制器对系统的输入，输出矩阵表示系统对输入的响应。
多变量系统的状态可以通过状态方程来描述，状态方程是一组描述系统演变的微分方程。
多变量系统的稳定性可以通过判据和观测函数来进行判断。
二、多变量系统的建模方法多变量系统的建模是指根据实际问题，将系统的输入、输出和状态之间的关系建立数学模型。
常用的多变量系统建模方法包括物理建模、数据建模和经验建模。
物理建模根据系统的物理特性建立数学模型，数据建模通过收集实际数据来建立模型，经验建模则是根据经验知识和专家经验来建立模型。
三、多变量系统的控制策略多变量系统的控制策略旨在实现对系统的稳定性、性能和鲁棒性的控制。
常用的多变量控制策略包括PID控制、模型预测控制和最优控制。
PID控制是一种经典的控制策略，通过调节比例、积分和微分参数来实现对系统的稳定性和性能的控制。
模型预测控制是一种基于系统数学模型进行预测和优化的控制策略，最优控制则是通过优化目标函数来寻找系统最优控制输入。
四、多变量系统的应用领域多变量系统广泛应用于各个领域，包括化工、电力、航空等工业过程。
在化工领域，多变量系统常用于控制化工反应过程，保持反应物浓度和温度等参数在一定范围内。
在电力领域，多变量系统可用于控制电网的稳定性和供电质量。
在航空领域，多变量系统可用于控制飞行器的姿态和航迹。
五、总结多变量系统是自动控制原理中的一个重要分支，它涉及的知识点繁多而复杂。
本文对多变量系统的基本概念、建模方法和常见的控制策略进行了总结。
(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。
自动控制原理系统标定知识点总结
自动控制原理系统标定知识点总结自动控制原理是现代控制工程中的重要学科，它研究如何通过系统设计和参数调节，实现对被控对象的精确控制。
而在实际应用中，为了保证系统的稳定性和准确性，必须进行系统参数的标定和校验。
本文将对自动控制原理系统标定的知识点进行总结和归纳。
1. 基础概念1.1 系统标定的定义系统标定是通过实验和分析，确定自动控制系统的参数和模型，使其与实际被控对象相适应。
1.2 标定的目的系统标定的主要目的是建立系统的数学模型，计算出系统的传递函数和参数，以便设计控制器和调整控制参数。
1.3 标定的方法系统标定可以通过数学建模和实验方法两种途径进行。
数学建模方法主要是根据被控对象的物理特性和系统动力学方程进行推导和分析；实验方法是通过实际测量数据，结合数学统计方法，对系统进行参数估计和标定。
2. 标定过程2.1 环境准备在进行系统标定之前，需要对实验环境进行准备，包括选择合适的实验设备和测量工具，调试好实验装置等。
2.2 数据采集使用合适的传感器和数据采集设备，采集被控对象的输入和输出信号，并记录下相应的时间和数值数据。
2.3 数据处理对采集到的数据进行预处理，包括滤波、数据对齐、噪声去除等。
可以使用数字信号处理技术和统计分析方法来实现数据处理的目的。
2.4 参数估计通过采集到的数据，使用最小二乘法、最大似然估计等参数估计方法，计算出系统的传递函数和参数。
可以使用系统辨识软件来辅助进行参数估计。
2.5 参数调整根据参数估计结果，计算出控制器的参数，并进行系统的闭环控制模拟或实际应用，观察和分析系统的控制效果。
如有需要，进行进一步的参数调整和标定。
3. 常用工具3.1 MatlabMatlab是一种强大的科学计算软件，它具有丰富的数学工具箱和系统辨识工具箱，可以用于系统参数的估计、模型的标定和控制设计等方面。
3.2 LabVIEWLabVIEW是一种基于图形化编程的数据采集和控制系统设计软件，它以直观的图形界面和丰富的工具包，为自动控制系统的标定提供了便利。
自动控制系统知识点总结
1. 拖动系统可以分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统2. 直流电动机有三种调速方式：调节电枢供电电压U 、减弱励磁磁通Φ、改变电枢回路电阻、（变频调速）3. 直流调压调速主要方案有G-M 调速系统，V-M 调速系统，直流 PWM 调速系统4. 令Us Ud /=γ为PWM 电压系数，T Ton /=ρ为占空比，在不可逆的PWM变换器中ργ=；在双极式控制的可逆的PWM 系统中12-=ργ。
5. V-M 调速系统中抑制电流脉动的措施有增加整流电路相数或采用多重化技术、设置平波电抗器6. V-M 系统在电流连续时的机械特性特征为机械特性比较硬，呈线性；电流断续时的机械特性特征为机械特性比较软，呈非线性7. V-M 调速系统存在的问题 1整流器晶闸管的单向导电性导致的电动机的不可逆行性。
2整流器晶闸管对过电压过电流的敏感性导致的电动机的运行不可靠性。
3 整流器晶闸管基于对其门极的移相触发控的可控性导致的低功率因数性8. 直流PWM 调速系统的优越性：1）主电路简单；2）开关频率高；3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；5）装置的效率高；6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
9. PWM 变换器的作用：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机的转速。
10.调速系统的三个要求：调试、稳速、加减速11.稳态性能指标：调速范围、静差率特性越硬s越小12.开闭静特性关系：1闭环系统的静特性比开环系统的机械特性硬的多②闭环系统的静差率比开环系统的小的多③如果要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围13.比例控制直流调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动控制作用，在于它能随负载的变化而相应的改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化14.反馈控制的三个基本规律为：1只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的、2反馈控制系统的作用：抵抗扰动，服从给定、3系统的精度依赖于给定和反馈控制的精度15.在调速单元给定部分设定积分电路的目的是实现无静差调速。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：自动控制原理总结第一章 绪 论技术术语1. 被控对象:是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。
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：又称调节器、控制装置，由控制元件组成，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)：要求控制系统按一定规律变化的信号，是系统的输入信号。
5. 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。
6. 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。
7. 偏差信号e(t)：是指给定值与被控量的差值，或指令信号与反馈信号的差值。
闭环控制的主要优点：控制精度高，抗干扰能力强。
缺点：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 :稳定性 快速性 准确性稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能。
准确性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的定义:-0()()e d st F s f t 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.等加速函数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) 拉氏变换的基本法则 1.线性法则 2.微分法则 3.积分法则1()d ()f t t F s s ⎡⎤=⎣⎦⎰L4.终值定理()lim ()lim ()t s e e t sE s →∞→∞==5.位移定理00()e()sf t F s ττ--=⎡⎤⎣⎦Le ()()atf t F s a ⎡⎤=-⎣⎦L传递函数：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(或元部件)的传递函数。
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。
自动控制原理最优控制知识点总结
自动控制原理最优控制知识点总结自动控制原理是现代工程领域中一个非常重要的学科，广泛应用于工业生产、交通运输、航空航天等各个领域。
在自动控制原理中，最优控制是一个关键的概念和方法，它旨在通过优化系统的性能指标，实现系统的最佳控制效果。
本文将对自动控制原理中的最优控制知识点进行总结。
一、最优控制的基本概念最优控制是在给定约束条件下，通过设计最优控制器使系统的性能指标达到最佳的控制方法。
其中，性能指标主要包括系统的稳定性、响应速度、误差稳态和鲁棒性等方面。
最优控制的目标是通过优化控制器参数和系统的状态变量，使系统的性能指标最小化或最大化。
二、最优控制的数学模型最优控制的数学模型主要包括动态模型和性能指标两个方面。
动态模型描述了系统的演化过程，可以是线性模型或非线性模型；性能指标则是对系统性能的衡量，可以是能量消耗、误差平方和、状态变量变化率等。
最常用的数学工具是拉格朗日乘子法、泛函分析、动态规划等。
三、最优控制的方法最优控制的方法包括最优化理论、动态规划、变分法等。
其中，最优化理论是最常用的方法之一，主要通过求解极值问题来设计最优控制器。
动态规划则是一种递推算法，通过将大问题分解成小问题，并利用最优性原理逐步求解最优控制器。
变分法则是通过对系统状态和控制器函数进行变分，并通过求解欧拉-拉格朗日方程来得到最优系统。
四、最优控制的应用最优控制在各个领域都有广泛的应用。
在工业生产中，最优控制可以提高生产过程的效率和质量；在交通运输中，最优控制可以优化交通流量和减少交通拥堵；在航空航天中，最优控制可以提高飞行器的性能和安全性。
此外，最优控制还应用于经济学、生物学、环境科学等其他领域。
五、最优控制的发展趋势随着科技的发展和应用领域的不断扩展，最优控制领域也在不断发展和创新。
未来的研究方向主要包括多目标最优控制、非线性最优控制、鲁棒最优控制等。
同时，随着计算机技术的进步，最优控制算法也将得到进一步改进和优化。
总结：自动控制原理中的最优控制是一个重要的概念和方法，通过优化系统的性能指标，实现系统的最佳控制效果。
自动控制原理总结
⾃动控制原理总结⾃动控制原理1. ⾃动控制的⼀般概念反馈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⾃动控制系统的基本控制⽅式反馈控制⽅式⽆论什么原因使被控量偏离期望值⽽出现偏差时，必定会产⽣⼀个相应的控制作⽤去降低或消除这个偏差。
开环控制⽅式特点是控制装置与被控对象之间只有顺向作⽤⽽没有反向联系，系统的输出量不会对系统的控制作⽤产⽣影响。
⾃动控制系统的分类线性连续控制系统线性定常离散控制系统⾮线性控制系统系统只要有⼀个元部件的输⼊-输出特性是⾮线性的，这类系统就称之为⾮线性控制系统。
对⾃动控制系统的基本要求稳定性我们先讨论为什么控制系统会不稳定。
由于⼀般的控制系统都含有⼀个储能元件或者惯性元件，这类元件的能量不可能发⽣突变。
因此从被控量偏离期望值，到控制量做出反应，需要⼀定的延缓时间，这个过程称为过渡过程。
当控制量已经回到期望值⽽使偏差为零时，执⾏机构本应⽴刻停⽌，但是由于过渡过程的存在，使得控制量反⽽向反向变化，如此反复进⾏，使得被控量在期望值附近来回摆动，这个过程呈现振荡形式。
如果这个振荡是逐渐减弱的，即控制量最终会回到期望值，我们称这个系统是稳定的；如果振荡逐渐增强，我们称这个系统是不稳定的。
快速性前⾯提到，虽然稳定系统最终会回到稳定状态，但是这个回到稳定状态的快慢对于⼀些系统来说是⾮常关键的。
⼀般从控制开始，到系统的输出量在期望值的⼀定误差范围内来回摆动的时间，我们称之为调节时间。
这个时间⼀般可以⽤来反映系统调节的快慢。
⽽在调节过程，⼀般振荡都会有个最⼤振幅，最⼤振幅⼀般也对于⼀些系统来说也⾮常重要，我们⽤来这个最⼤振幅与期望值的差与期望值的⽐值来反映系统的这个性质，称之为超调量。
准确性尽管前⾯我们提到稳定系统最终会趋于稳定，但是是在期望值的允许误差范围内，即使在很⼤的时间长度上，最终输出量也难以与期望值完全⼀致。
我们将⽆穷的时间尺度下，最终输出量与期望值之差成为稳态误差，稳态误差为⽆穷⼤的系统说明不稳定。
自动控制系统复习提纲-2017知识点总结
自动控制系统复习提纲考试范围：绪论、chi、ch2、ch3、ch6、ch7;题型：问答题、分析作图题、计算题;绪论1自动控制系统的组成及各环节的主要作用；控制对象控制器驱动结构核心是控制理论2为何要调速；（1）为了节电交流不调速-交流调速（2）为了减少维护为目的直流调速-交流调速（3）大功率场合：直流调速达不到要求3直流调速的三种方法及特点；（1）调节电枢供电电压U（2）减弱励磁磁通（3）改变电枢回路电阻Rchi1调速性能指标的三个方面；（分为静态指标和动态指标）（1）调速（2）稳速（3）加减速2静态调速指标：调速范围、静差率、额定速降的概念和计算以及三者之间的关系；■调速范围：定义为额定负载下最高和最低的转速比。
刃maxW min直流调速系统中’max■转差率：为转差比，反映转速在负载变化时的相对稳定度档，越小，说明转速的稳定度越高。
如果电机机械特性较软，加额定负载时，转速降落大，则静差率大，即转速的稳定性差。
反之，特性硬，§变小。
■调速范围鲁静差率和额定速降之间的关系An A H最大转差率：四—W OminA??最低转速；心产亠1一血仏= S调速范围：。
=仏=% △%（】7同一个调压调速系统的特性硬度相同，从而额定速降相同。
如果对静差率胃值要求越小，则系统允许的调速范围D也越小。
3开环调速系统和单闭环调速系统的速度降落、调速范围及静差率的计算;2.开环调速系统存在的问题实例：•:•某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据如下：60kW, 220V, 305A, 1000r/min, 采用V・M系统，主电路总电阻，电动机电动势系数C e=0-2V min/r«如果要求调速范冃 2) = 20,静差率s<5%,① 釆用开环调速能否满足？② 若要满足这个要求，系统的额定速降最多能 有多少？解：当电流连续时，V ・M 系统的额定速降为氐討 305x038 z■dnom= --------------- r/min =275r/minC ； 02开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为=—纽如一=―——=0,216 = 21.6% %沁人％常 1000 + 275这已大大超过了5%的要求，更不必谈调到最低速。
夏德钤自动控制理论(第4版)知识点总结笔记课后答案
第1章引论1.1复习笔记自动控制，就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。
一、开环控制和闭环控制自动控制系统有两种最基本的形式：开环控制和闭环控制。
1.开环控制（1）开环控制的框图开环控制的示意框图如图1-1所示图1-1 开环控制示意框图（2）开环控制的特点在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。
2.闭环控制（1）闭环控制的框图闭环控制的示意框图如图1-2所示图1-2 闭环控制示意框图（2）闭环控制的特点在控制器与被控对象之间，不仅存在着正向作用，而且存在着反馈作用，即系统的输出量对控制量有直接影响。
二、自动控制系统的类型根据不同的分类方法，自动控制系统的类型有如下分类：1.随动系统与自动调整系统（1）随动系统：输入量总在频繁地或缓慢地变化，要求系统的输出量能够以一定的准确度跟随输入量而变化。
（2）自动调整系统：输入保持为常量，或整定后相对保持常量，而系统的任务是尽量排除扰动的影响，以一定准确度将输出量保持在希望的数值上。
2.线性系统和非线性系统（1）线性系统：组成系统的元器件的特性均为线性（或基本为线性），能用线性常微分方程描述其输入与输出关系的系统。
（2）非线性系统：组成系统的元器件中，只要有一个元器件的特性不能用线性方程描述，该系统即为非线性系统。
3.连续系统与离散系统（1）连续系统：各部分的输入和输出信号都是连续函数的模拟量。
（2）离散系统：某一处或数处的信号以脉冲列或数码的形式传递的系统。
4.单输入单输出系统与多输入多输出系统（1）单输入单输出系统：其输入量和输出量各为一个，系统结构较为简单。
（2）多输入多输出系统：其输入量和输出量多于一个，系统结构较为复杂，回路多。
5.确定系统与不确定系统（1）确定系统：系统的结构和参数是确定的、已知的，系统的输入信号（包括参考输入及扰动）也是确定的，可用解析式或图表确切表示。
东南大学《自动控制原理》复习总结
过阻尼系统（ ζ
1）：单位阶跃响应 c(t)
1
T2
1
1
e
t T1
T1
1
1
e
t T2
,t
0 ，T1
1 ωn(ζ ζ2
1)
，
T1
T2
T2
ωn(ζ
1 ζ2
1)
，调节时间
ts 最长，无超调；
临界阻尼系统（ ζ 1）：单位阶跃响应 c(t) 1 ωnteωnt eωnt ,t 0 ，调节时间 ts 较短，无超
出量能自动地跟踪给定量。减小了跟踪误差，提高了控制精度，此时系统抗干扰能力强，可 以抑制内外扰动。
开环控制系统
闭环控制系统
1-3 自动控制与自动控制系统 设计基本要求：在确保稳定性的前提下，要求系统的动态性能和稳态性能好，即快速、平稳、
准确，即响应动作要快，动态过程平稳，跟踪值要准确。 设计原则：保证系统的输出在给定性能要求的基础上跟踪输入信号，并且有一定的抗干扰能
微分环节：传递函数 G(s) s ；
一阶微分环节： G(s) Ts 1 ； 二阶微分环节： G(s) T 2s2 2ζTs 1 (T > 0 , 0 < ζ < 1)；
一阶惯性环节： G(s) 1 ； Ts 1
二阶振荡环节： G(s)
s2
ωn2 2ζωns
ωn2
(ωn >
0
,
所有闭环的极点均具有负实部位于 s 左半平面（不包括虚轴）的系统为稳定系统（劳斯判据）。
3-6 控制系统的稳态误差分析
若系统的开环传递函数 Go(s)
Ko sυ
Gn(s) ，则系统的开环增益
Ko
lim sυ
自动控制原理复习总结(重点)
第二章 控制系统的数学模型复习指南与要点解析在传递函数中，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。
[注]：※※※比较点和引出点相邻，一般不交换位臵※※※，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。
[注]：别忘了标注箭头表示信号流向。
电力拖动自动控制系统重点---本人亲手总结-适合自动化专业
电力拖动自动控制系统 【陈伯时、阮毅编著】 自动化三班 XXX ● 静特性的含义闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系. 他在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大不同。
静特性方程式转速负反馈● 转速负反馈闭环调速系统的稳态结构图（a ）闭环调速系统（b ）只考虑给定作用时的闭环系统（c ）只考虑扰动作用时的闭环系统．开环系统机械特性与闭环系统静特性的比较 （p29—30) 开环机械特性为比例控制闭环系统的静特性为比较后不难得出：（1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多**(1/)(1)(1)p s n d p s nde p s e e e K K U I RK K U RI n C K K C C K C K α-==-+++clcl e de ns p n n K C RI K C U K K n ∆-=+-+=0*)1()1(Kn n op cl +∆=∆1(2)闭环系统的静差率要比开环系统小得多 当 时, （3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围（4）把以上三点概括起来，可得下述结论:比较控制的直流调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此，需设置电压放大器和转速检测装置。
5．反馈控制规律(转速反馈闭环调速系统的三个基本特性）。
（1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动, 服从给定（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度电流截止负反馈● 电流截止负反馈环节的特点图2—39 电流截止负反馈环节的输入输出特性当输入信号I d R c —U com 〉0时，输出U i=I d R c-U com ，当I d R c —U com ≤ 0时，输出U i=0。
● 带电流截止负反馈的闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性 ●图2-40 带电流截止负反馈的闭环直流调速系统稳态结构框图 静特性：Ks s op cl +=1opcl D K D )1(+=clop n n 00=当I d ≤I dcr 时，电流负反馈被截止,静特性与只有转速负反馈调速系统的静特性相同，当I d 〉I dcr 后，引入了电流负反馈，静特性变成图2-41 带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的静特性CA 段 ： 电流负反馈被截止 AB 段 ：电流负反馈起作用双闭环直流调速系统1 双闭环直流调速系统 PI 调节器在稳态时的特征: l ）饱和——输出达到限幅值 2）不饱和--输出未达到限幅值 2．双闭环直流调速系统的静特性图3—4 双闭环直流调速系统的静特性AB 段是两个调节器都不饱和时的静特性，Id 〈Idm ， n =n 0。
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。
自动控制学习心得
自动控制学习心得前言自动控制学作为一门交叉学科，涉及数学、物理、电子、计算机等多个领域，在现代工程技术中发挥着重要作用。
通过自动控制技术，我们可以对各类实际系统进行测量、分析和控制，实现系统的稳定运行。
在我学习自动控制的过程中，我深深地感受到了它的重要性和广泛应用性。
本文将对我学习自动控制的心得进行总结，具体包括自动控制的基础理论、应用实践和自主学习的方法。
一、自动控制的基础理论学习自动控制的第一步是掌握其基础理论。
在学习过程中，我重点关注了控制系统的建模与分析、稳定性分析、PID控制器设计和多变量控制等内容。
通过掌握这些基础理论，我对自动控制的整体框架有了更清晰的认识。
1.1 控制系统的建模与分析控制系统的建模是自动控制的基础，它将实际系统抽象为数学模型，为系统分析和控制设计提供了理论基础。
我学习了常见的连续模型和离散模型，包括传递函数模型和状态空间模型，并学会了如何通过实验数据或物理原理来确定系统参数。
在掌握了模型建立的方法后，我学习了如何利用模型进行系统的动态响应分析和静态特性分析，包括阶跃响应、频域响应、稳态误差等内容。
这些分析方法为系统控制的设计和优化提供了依据。
1.2 稳定性分析稳定性是自动控制系统中最基本的要求之一。
学习稳定性分析对于掌握自动控制理论至关重要。
我学习了包括李雅普诺夫稳定性、频域分析、判据定理等方法。
通过这些方法，我能够判断一个系统是否稳定，并能够对系统进行稳定性分析。
1.3 PID控制器设计PID控制器是自动控制中最常见和实用的一种控制方式。
学习PID控制器的设计方法，是我学习自动控制的重要一步。
我掌握了PID控制器的数学原理和调参方法，并学会了如何通过参数调节来实现系统的稳定控制。
在学习过程中，我深入理解了PID控制器的作用和特点，并学习了一些常见的改进控制算法，如PI控制、PD控制以及模糊控制、自适应控制等。
1.4 多变量控制在实际工程中，很多系统都是多变量系统，这就需要我们学习多变量控制的理论与方法。
自动控制原理总经典总结
自动控制原理总经典总结《自动控制原理》总复习控制线性非线连续离散描述函相平面建模－时域法串联(频率法)建模－求稳定性负倒描述函数曲线自振点振幅、频绘制相求奇点和极限环求运动校正第一章 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、内容结构图自动控制的由系统工作原对控制系统常用术语、基本控反馈控制系控制系控制系四、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。
自动控制原理最优调节知识点总结
自动控制原理最优调节知识点总结一、引言自动控制原理是现代工程领域中非常重要的一门学科，其涉及到各种自动化系统的设计和优化。
在自动控制系统中，最优调节则是一个关键的概念和技术，它可以有效地提高系统的稳定性、响应速度和能源利用效率。
本文将对自动控制原理中最优调节的相关知识点进行总结和归纳。
二、最优调节的基本概念1. 最优调节的定义最优调节是指通过调整系统的参数或控制策略，使得控制系统在满足一定性能指标的同时，达到性能指标的最优。
最优调节在工程实践中可以应用于各种自动化系统，如机械控制系统、电力系统和化工过程控制系统等。
2. 最优调节的目标函数最优调节的目标函数是用来衡量系统的性能指标，常用的目标函数包括系统的稳定性、调节时间、超调量和能耗等。
不同的应用场景中，可以根据具体需求选择适用的目标函数。
三、最优调节的方法与技术1. 最优调节的基本思想最优调节的基本思想是通过优化系统的控制策略，寻找到使得目标函数最优的参数或控制策略。
常用的最优调节方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制和遗传算法等。
2. PID控制PID控制是一种基于比例、积分和微分控制的方法，它通过调整这三个参数的数值来达到系统的最优调节。
PID控制器广泛应用于工业控制系统中，具有结构简单、调节性能良好等优点。
3. 模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑推理的控制方法，它通过建立模糊规则库来实现系统的最优调节。
模糊控制器可以适应各种非线性系统，具有较好的鲁棒性和自适应性。
4. 神经网络控制神经网络控制是一种基于人工神经网络的控制方法，它通过训练神经网络模型来实现系统的最优调节。
神经网络控制器可以对复杂的非线性系统建模，并具有强大的学习和自适应能力。
5. 遗传算法遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化方法，它通过遗传操作和选择操作来搜索最优解。
遗传算法应用于最优调节中，可以高效地搜索系统参数空间，并找到全局最优解。
四、最优调节在实际应用中的案例1. 温度控制系统中的最优调节以温度控制系统为例，最优调节可以使得系统在给定的温度范围内波动最小，快速达到给定的温度设定值。
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(t 0)
4T，当 2%时 调节时间 ts 3T，当 5%时
tm和％不存在
j 1 i 1 n N i
m
在时域分析法中使用
◆传递函数第三种形式：
零极点形式（首1）， 在根轨迹法中使用
传递函数性质
1、固有性：传函是系统数学模型的又一种形式，表达了系统
把输入量转换成输出量的传递关系。它只和系统本身的特 性参数有关，而与输入量怎样变化无关。 2、利用传递函数可直接根据系统传递的某些特征来研究系 统的性能；也可以将对系统性能的要求转换成对传递函数
的要求，从而对系统的设计提供简便的方法。
3、对应性：传递函数与微分方程一一对应。如果将s 置换，传递函数 微分方程。
d dt
4、同形性： W(s)虽描述了输出输入间的关系，但它不提供 任何该系统的物理结构。物理性质截然不同的系统或元件
，可以有相同的传递函数。 5、特殊性：传递函数仅适用于线性定常系统。
第一章
自动控制系统的基本概念
基本术语：反馈量，扰动量，输入量，输出量，被控对象；
基本结构：开环，闭环，复合；
基本要求：暂态，稳态，稳定性。 本章要解决的问题，是在自动控制系统的基本概念基础 上，能够针对一个实际的控制系统，找出其被控对象、
基本类型：线性和非线性，连续和离散，程序控制与随动；
输入量、输出量，并分析其结构、类型和工作原理。
数学模型定义： 能够描述控制系统输出量和输入量数量关系的数学表 达式，是物理系统运动特性的数学抽象。 控制系统数学模型的主要形式（古典）： (1)微分方程（时间域） （5）信号流图（复数域） (2)传递函数（复数域） （6）差分方程（离散） (3)结构框图（复数域） （7）脉冲传递函数（离散） (4)频率特性 (频域)
自动控制系统的时域分析
对控制性能的要求
（1）系统应是稳定的； 稳定性 稳态特性 暂态特性
三性
（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
1 t T
1 WB ( s ) Ts 1
单位阶越响应： xc (t ) 1 e
建模的基本方法:
(1) 机理分析法
(2) 统计法（辨识法）
（白箱） （黑箱）
(3)实验测取
2、传递函数
传递函数的定义： 零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变 换之比。
X c ( s) W ( s) X r ( s)
传递函数的求取
传递函数的求取方法：
1）利用传递函数的定义；a、零初始条件下取拉氏变换；
b、用复阻抗法求（电器网络）
适合于求简单、典型环节传递函数
2）利用结构图等效变换；图形化的数学模型 3）利用信号流图。与结构图在本质上是一致的
传递函数的表达形式有三种：
b0 s m b1s m 1 W s X r s a0 s n a1s n 1
m
◆传递函数第一种形式：
下，希望液面高度维持不变。试说明系统工
作原理，并画出系统结构图。
答：（1）工作原理：闭环控制方式。 （2）被控对象是水箱，被控量是水箱液位，给定 量是电位器设定位置（代表液位的希望值）。 主扰动是流出水量。
液位自动控制系统方框图
第2章 自动控制系统的数学模型
1、 数学模型
自动控制系统的分析与设计是建立在数学模型基础上的。
向同类移动
G4
H1
H2 G1 G2
H1
1 G4
G3 a G4 H3
b
• 变换技巧二：作用分解
同一个变量作用于两个综合点，或 者是两个变量作用于同一个方框，可以
把这种作用分解成两个单独的回路，用
以化解回路之间的相互交连。一般适用
于反馈通道。
G4 G1 H1 G4 G1 G2 G2 G3 H3
作用分解
开环控制系统的特点： 闭环控制系统的特点： 自动控制系统的本质特征： 闭环控制系统的基本组成，每个环节的作用。
闭环控制系统的组成和基本环节
闭环控制系统的结构（示意）图
控制器
要求精 度要高 1-给定环节；2-比较环节；3-校正环节；4-放大环节； 5-执行机构；6-被控对象；7-检测装置
题1-9、图为液位自动控制系统示意图。在任何情况
G3 H3 H3
H1
H1
• 变换技巧三：
在走投无路时，记住等效代数化简 是最根本的方法，它可以解决你在图形
变换法中解决不了的各种疑难问题。
例、误差传递函数的求取
定义：误差信号E(s)与输入信号Xr (s)之比
E s 1 1 We (s) X r (s) 1 Wg (s)W f (s) 1 WK (s)
第3章
自动控制系统的时域分析
时域分析是通过直接求解系统在典型输入信号作 用下的时域响应来分析系统的性能的。通常以系统单 位阶跃响应的超调量、调节时间和稳态误差等性能指 标来评价系统性能的优劣。
主要内容
自动控制系统的时域指标 一阶系统的阶跃响应 二阶系统的阶跃响应 高阶系统的阶跃响应 自动控制系统的代数稳定判据 稳态误差
标准形式、有理分式形
式或多项式形式
Xc s
bm 1s bm an 1s an
nm
W s
K (Ti s 1) s N (T j s 1)
j 1 i 1 n N
◆传递函数第二种形式：
时间常数形式（尾1），
W s Kg
(s z )
s N (s p j )
6、有理性：实际系统的传递函数是s的有理分式函数，满足 n≥m 。 7、传递函数的拉氏反变换是系统的单位脉冲响应，反之，系 统单位脉冲响应的拉氏变换是系统的传递函数，两者有一
一对应的关系。
8、局限性：只反映零初始条件下输入信号引起的输出，不能 反映非零初始条件引起的输出。
1、熟悉典型环节传递函数
2、控制系统的传递函数的求取
动态结构图的编写、变换、化简
3、误差传递函数的求取
3、信号流图，梅逊公式求控制系统传函。
4、例题
结构图变换技巧
• 变换技巧一：向同类移动 分支点向分支点移动，综合点向综合点移动。 移动后再将它们合并，以减少结构图中分支点和 相加点的数目。一般适用于前向通道。
分支点移动
G1 G2
H2 G3 H3