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。

14.过阻尼ξ状态下,系统相应迟缓,过渡过程时间长，系统快速性差；ξ过小,
相应得起始速度较快，但因震荡强烈，衰减缓慢,所以调整时间 ts亦长，快速性差。

15.当ξ=0、707时,系统得超调量Ｍp＜5%,,调整时间ts也最短，即平稳性与快
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，调节时间ts就越短，快速性越好。

系统得
超调量Mp与振荡次数N仅仅有阻尼比ξ决定，她们反映了系统得平稳性。

17.系统引入速度反馈控制后,其无阻尼自然振荡频率Ｗｎ不变,而阻尼比ξ加大,
系统阶跃响应得超调量减小。

18.系统中增加一个闭环左实极点,系统得过渡过程将变慢,超调量将减小,系统
得反应变得较为滞呆。

19.根轨迹得规律就是相角条件与幅值条件。

20.Ｋ得变动只影响幅值条件不影响相角条件,也就就是说，跟轨迹上得所有点满
足同一个相角条件,Ｋ变动相角条件就是不变得。

21.跟轨迹图揭示了稳定性、阻尼系数、振型等动态性能与系统参数得关系,用跟
轨迹图设计控制系统得关键就是配置合适得闭环主导极点.
22.系统得开环对数幅频特性Ｌ（w)等于各个串联环节对数幅频特性之与,系统得
开环相频特性Ф(w）等于各个环节相频特性之与。

23.在s右半平面上既无极点有无零点得传递函数，称为最小相位传递函数.具有
最小相位传递函数得系统，称为最小相位系统
24.最小相位系统得Ｌ(w）曲线得斜率增大或减小时，对应相频特性得相角也增
大或减小，二者变化趋势就是一致得。

对最小相位系统，幅频特性与相频特性之间存在着唯一得对应关系。

25.对于最小相位系统,当｜Ｇ（ｊｗ)H（jw）|<1或20ｌg|Ｇ(ｊｗ）Ｈ（jｗ）｜
<0时，闭环系统稳定.当γ〉0时闭环系统稳定.
26.时域性能指标,包括稳态性能指标与动态性能指标;频域性能指标，包括开环
频域指标与闭环频域指标。

27.校正方式可以分为串联校正、反馈（并联）校正、前置校正与扰动补偿等。

串联校正与并联校正就是最常见得两种校正方式.
28.根据校正装置得特性,校正装置可分为超前校正装置、滞后校正装置与滞后-
超前校正装置.
29.校正装置中最常用得就是ＰIＤ控制规律。

PID控制就是比例积分微分控制得
简称，可描述为
Gc(s）=Kｐ+KI/s+KDs
30.PD控制器就是一高通滤波器,属超前校正装置；PＩ控制器就是一低通滤波
器，属滞后校正装置;而PID控制器就是由其参数决定得带通滤波器.
31.非线性系统分析得基础知识，主要包括相平面法与描述函数法.
32.只有在Ｗs≥2Wmax得条件下，采样后得离散信号才有可能无失真得恢复原来
得连续信号。

这里2Wmax为连续信号得有限频率。

这就就是香农采样定理。

由于它给出了无失真得恢复原有连续信号得条件，所以成为设计采样系统得一条重要依据。

33.在z域中采样系统稳定得充要条件就是:当且仅当采样特征方程得全部特征
跟均分布在z平面上得单位园内,后者所有特征跟得模均小于１，相应得线性定常系统就是稳定得。

1、控制系统得基本控制方式有哪些？
2、什么就是开环控制系统?
3、什么就是自动控制？
4、控制系统得基本任务就是什么？
５、什么就是反馈控制原理?
6、什么就是线性定常控制系统？
7、什么就是线性时变控制系统?
8、什么就是离散控制系统?
9、什么就是闭环控制系统？
１0、将组成系统得元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？
11、组成控制系统得元件按职能分类有哪几种?
１2、典型控制环节有哪几个?
1３、典型控制信号有哪几种？
14、控制系统得动态性能指标通常就是指?
１5、对控制系统得基本要求就是哪几项？
１6、在典型信号作用下,控制系统得时间响应由哪两部分组成?
17、什么就是控制系统时间响应得动态过程?
18、什么就是控制系统时间响应得稳态过程？
1９、控制系统得动态性能指标有哪几个？
20、控制系统得稳态性能指标就是什么？
21、什么就是控制系统得数学模型?
22、控制系统得数学模型有:
2３、什么就是控制系统得传递函数?
2４、建立数学模型得方法有？
25、经典控制理论中,控制系统得数学模型有?
２6、系统得物理构成不同,其传递函数可能相同吗?为什么?
27、控制系统得分析法有哪些？
28、系统信号流图就是由哪二个元素构成？
29、系统结构图就是由哪四个元素组成？
30、系统结构图基本连接方式有几种？
31、二个结构图串联连接,其总得传递函数等于？
３2、二个结构图并联连接,其总得传递函数等于？
３3、对一个稳定得控制系统,其动态过程特性曲线就是什么形状?
3４、二阶系统得阻尼比,其单位阶跃响应就是什么状态？
35、二阶系统阻尼比减小时，其阶跃响应得超调量就是增大还就是减小?
36、二阶系统得特征根就是一对负实部得共轭复根时,二阶系统得动态响应波形就是什么特点?
３7、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：δ＝—2;δ=－30,问哪一个极点对系统动态过程得影响大?38、二阶系统开环增益K增大,则系统得阻尼比减小还就是增大？
３9、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号,但存在稳态误差？不存在稳态误差。

４0、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。

一阶系统只能跟踪单位阶跃信号(无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号(有稳态误差）
41、控制系统闭环传递函数得零点对应系统微分方程得特征根。

应就是极点
４2、改善二阶系统性能得控制方式有哪些？
43、什么就是二阶系统？什么就是Ⅱ型系统？
4４、恒值控制系统
45、谐振频率
4６、随动控制系统
４7、稳态速度误差系数K V
4８、谐振峰值
49、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质就是改变了二阶系统得什么参数?。

5０、什么就是控制系统得根轨迹？
５１、什么就是常规根轨迹?什么就是参数根轨迹?
52、根轨迹图就是开环系统得极点在s平面上运动轨迹还就是闭环系统得极点在s 平面上运动轨迹？
５3、根轨迹得起点在什么地方？根轨迹得终点在什么地方？
5４、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点与不同点？
55、试述采样定理。

5６、采样器得功能就是?
５7、保持器得功能就是？
二、填空题：
1、经典控制理论中,控制系统得分析法有:、、。

2、控制系统得动态性能指标有哪几
个?、、、、.
3、改善二阶系统得性能常用与二种控制方法。

4、二阶系统中阻尼系数ξ＝0，则系统得特征根就是；系统得单位阶跃响应为 .
５、根据描述控制系统得变量不同，控制系统得数学模型有:、、。

6、对控制系统得被控量变化全过程提出得共同基本要求归纳为：、、。

7、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能,其实质就是改变了二阶系统得。

8、设系统有二个闭环极点，实部分别为:δ=—2；δ＝－30，哪一个极点对系统动态过程得影响大?
9、反馈控制系统得基本组成元件有元件、元件、元件、元件、元件。

10、经典控制理论中，针对建立数学模型时所取得变量不同而将系统得数学模型分为：
模型、模型、模型。

1１、控制系统得分析法有:、、.
12、、与准确性就是对自动控制系统性能得基本要求.
13、二阶振荡环节得标准传递函数就是。

14、一阶系统得单位阶跃响应为。

1５、二阶系统得阻尼比ξ在＿＿_＿＿_范围时,响应曲线为非周期过程。

16、在单位斜坡输入信号作用下,Ⅱ型系统得稳态误差eｓs=______.
1７、单位斜坡函数ｔ得拉氏变换为______。

1８、在单位斜坡输入信号作用下,I型系统得稳态误差ｅsｓ=__＿＿______.
1９、当且仅当闭环控制系统传递函数得全部极点都具有__________时,系统就是稳定得.
20、线性定常系统得传递函数,就是在_＿＿_____条件下,系统输出信号得拉氏变换与输入信号得拉氏变换得比。

21、控制系统得校正方式有: ; ；；。

22、反馈控制系统就是根据给定值与_＿________得偏差进行调节得控制系统。

２3、在某系统特征方程得劳斯表中,若第一列元素有负数,那么此系统______。

２４、根据根轨迹绘制法则,根轨迹得起点起始于,根轨迹得终点终止于 .
２5、若根轨迹位于实轴上两个相邻得开环极点之间，则这两个极点之间必定存在点。

2６、线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入得相位移随频率而变化得函数关系称为_＿_＿_。

27、设系统得频率特性为，则称为.
28、在小迟延及低频情况下，迟延环节得频率特性近似于得频率特性。

29、Ⅰ型系统极坐标图得奈氏曲线得起点就是在相角为____＿_得无限远处.
３０、根据幅相曲线与对数幅频、相频曲线得对应关系，幅相曲线单位园上一点对应对数幅频特性得线,幅相曲线单位圆外对应对数幅频特性得范围.
31、用频率校正法校正系统，在不影响系统稳定性得前提下，为了保证稳态误差要求，低频段要充分大,为保证系统得动态性能，中频段得斜率为 ,为削弱噪声影响，高频段增益要。

32、利用滞后网络进行串联校正得基本原理就是:利用校正网络对高频信号幅值得特性，使已校正系统得下降，从而使系统获得足够得。

３3、超前校正就是将超前网络得交接频率1/aT与1/T选择在待校正系统得两边,可以使校正后系统得与满足性能指标要求。

3４、根据对数频率稳定判据判断系统得得稳定性，当幅频特性穿越0ｄｂ线时,对应得相角裕度γ〈０，这时系统就是；当相频特性穿越－180。

线时，对应得幅频特性h〈0,这时系统就是。

３5、在频域设计中,一般地说,开环频率特性得低频段表征了闭环系统得；开环频率特性得中频段表征了闭环系统得；开环频率特性得高频段表征了闭环系统得；
36、滞后校正装置最大滞后角得频率= 。

３7、０型系统对数幅频特性低频段渐近线得斜率为_____＿dB/dec,高度为20lgK p。

38、串联校正装置可分为超前校正、滞后校正与_＿__＿＿____。

39、积分环节得对数幅频特性曲线就是一条直线，直线得斜率为＿____＿_＿__dB/dec。

40、在离散控制系统中有二个特殊得环节，它们就是与。

自动控制原理填空题复习(一）
1.对于一个自动控制得性能要求可以概括为三个方面:稳定性、快速
性、准确性 .
2.反馈控制系统得工作原理就是按偏差进行控制,控制作用使偏差消
除或减小,保证系统得输出量按给定输入得要求变化。

3.系统得传递函数只与系统本身有关，而与系统得输入无关。

4.自动控制系统按控制方式分,基本控制方式有：开环控制系统、闭环
控制系统、混合控制系统三种.
5.传递函数G(S)得拉氏反变换就是系统得单位阶跃响应。

6.线性连续系统得数学模型有电机转速自动控制系统。

7.★系统开环频率特性得低频段，主要就是由惯性环节与一阶微分
环节来确定。

8.稳定系统得开环幅相频率特性靠近(—1,j0）点得程度表征了系统得相对稳
定性,它距离（-１，ｊ0）点越远，闭环系统相对稳定性就越高.
9.频域得相对稳定性常用相角裕度与幅值裕度表示,工程上常
用这里两个量来估算系统得时域性能指标。

10.某单位反馈系统得开环传递函数，则其开环频率特性就是，开
环幅频特性就是，开环对数频率特性曲线得转折频率为。

11.单位负反馈系统开环传递函数为，在输入信号r（t)=sint作用下,,系统得
稳态输出c ss（t）= ，系统得稳态误差ｅss(t)
＝、
12.开环系统得频率特性与闭环系统得时间响应有关。

开环系统得低频段表
征闭环系统得稳定性;开环系统得中频段表征闭环系统
得动态性能ﻩ;开环系统得高频段表征闭环系统得抗干
扰能力。

自动控制原理填空题复习(二)
1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用就是通过输入量与反馈量得
差值进行得.
2、复合控制有两种基本形式：即按参考输入得前馈复合控制与按
扰动得前馈复合控制。

３、两个传递函数分别为G1（s）与Ｇ2(s)得环节,以并联方式连接，其等效传递函数为，则G(s）为G1（s）+G2(s）(用G１（s)与Ｇ2（s）表示)。

５、若某系统得单位脉冲响应为,
则该系统得传递函数G（s）为。

6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点或无穷远。

7、设某最小相位系统得相频特性为，则该系统得开环传递函数为
８、PI控制器得输入-输出关系得时域表达式就是,
其相应得传递函数为,由于积分环节得引入,可以改善系统得稳定性能。

自动控制原理填空题复习(三）
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱 ,被控量为水温 .
２、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，称为开环控制系统 ;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，称为闭环控制系统；含有测速发电机得电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。

3、稳定就是对控制系统最基本得要求,若一个控制系统得响应曲线为衰减振
荡,则该系统稳定。

判断一个闭环线性控制系统就是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据 ;在频域分析中采用奈奎斯特判据 .
4、传递函数就是指在０初始条件下、线性定常控制系统得输入拉氏变
换
与输出拉氏变换之比.
5、设系统得开环传递函数为,则其开环幅频特性为,相频特性为 .
６、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得幅值穿越频率对应时域性能指标调整时间，它们反映了系统动态过程得快速性。

自动控制原理填空题复习（四）
1、对自动控制系统得基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速
性与准确性。

2、控制系统得输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下得比值
称为传递函数.一阶系统传函标准形式就是，二阶系统传函标准形式就是.
3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据、根轨迹法或奈奎斯特判据等
方法判断线性控制系统稳定性。

４、控制系统得数学模型,取决于系统结构与参数，与外作用及初始条件无关。

5、线性系统得对数幅频特性,纵坐标取值为20lgA（），横坐标为lg（）。

６、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中Ｐ就是指右半S平面得开环极点个数，Z就是指右半Ｓ平面得闭环极点个数，R指奈氏曲线逆时针方向包围（－１,ｊ0 )整圈数。

7、在二阶系统得单位阶跃响应图中,定义为调整时间。

就是超调 .
8、PI控制规律得时域表达式就是.Ｐ I D 控制规律得传递函数表达式
就是。

9、设系统得开环传递函数为,则其开环幅频特性为,相频特性为。

自动控制原理填空题复习（五）
１、对于自动控制系统得性能要求可以概括为三个方面，即:稳定性、准确性与快速性，其中最基本得要求就是稳定性。

2、若某单位负反馈控制系统得前向传递函数为,则该系统得开环传递函数为Ｇ（s）。

3、能表达控制系统各变量之间关系得数学表达式或表示方法，叫系统得数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。

4、判断一个闭环线性控制系统就是否稳定，可采用劳斯判据、根轨迹、
奈奎斯特判据等方法。

5、设系统得开环传递函数为,则其开环幅频特性为,
相频特性为。

6、PID控制器得输入-输出关系得时域表达式就是，
其相应得传递函数为.
7、最小相位系统就是指S右半平面不存在系统得开环极点及开环零点.
自动控制原理填空题复习（六)
1.某典型环节得传递函数就是,则系统得时间常数就是0、5 。

2.延迟环节不改变系统得幅频特性,仅使相频特性发生变化。

3.若要全面地评价系统得相对稳定性，需要同时根据相位裕量与幅值裕量
来做出判断。

4.一般讲系统得加速度误差指输入就是阶跃信号所引起得输出位置
上得误差。

5.输入相同时,系统型次越高,稳态误差越小.
6.系统主反馈回路中最常见得校正形式就是串联校正与反馈校正.
7.、已知超前校正装置得传递函数为,其最大超前角所对应得频率1、2
５。

8.若系统得传递函数在右半S平面上没有开环零点与开环极点，则该
系统称作最小相位系统.
9、对控制系统性能得基本要求有三个方面：稳定性、快速性、
准确性。

10、传递函数得定义：在0初始条件下，线性定常系统输出量得拉氏变换与系统输入量得拉氏变换变换之比。

11、控制系统稳定得充分必要条件就是：系统得全部闭环极点都在复平面得左半平面上。

１2、增加系统开环传递函数中得积分环节得个数,即提高系统得型别,可改善其稳态精度。

1３、频率特性法主要就是通过系统得开环频率特性来分析闭环系统性能得,可避免繁杂得求解运算，计算量较小。

∞时，延迟环节频率特性极坐标图为圆.
3.若系统得开环传递函数为，则它得开环增益为 5 .
4.在信号流图中,只有方框图单元不用节点表示。

5.二阶系统得传递函数，其阻尼比ζ就是0、5 。

6.若二阶系统得调整时间长，则说明系统处于过阻尼状
态 .
7.比例环节得频率特性相位移０ .
8.已知系统为最小相位系统，则一阶惯性环节得幅频变化范围为
0~1 .
9.为了保证系统稳定，则闭环极点都必须在复平面得左半平面上.
自动控制原理填空题复习(八）
1、一阶惯性系统得转角频率指 2
２、设单位负反馈控制系统得开环传递函数，其中K＞0,a>0,则闭环控制系统得稳定性与 C 有关。

A、Ｋ值得大小有关
B、a值得大小有关
Ｃ、ａ与K值得大小无关 D、a与K值得大小有关
3、已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为
４、系统特征方程式得所有根均在根平面得左半部分就是系统稳定得充要条件
5、系统稳态误差与系统得结构与参数有(有／无)关
6、当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于I型系统其稳态误差
为。

７、若已知某串联校正装置得传递函数为，则它就是一种微分调节器
8、在系统校正时,为降低其稳态误差优先选用超前校正。

9、根轨迹上得点应满足得幅角条件为 k=0，1，2 。

.。

10、主导极点得特点就是距离虚轴很近。

自动控制原理填空题复习（九）
１。

在控制系统中,若通过某种装置将反映输出量得信号引回来去影响控制信号，这种作用称为反馈。

2.一般情况,降低系统开环增益,系统得快速性与稳态精度将__提高＿__＿_＿。

3。

、串联环节得对数频率特性为各串联环节对数频率特性得_乘积_。

4。

频率特性由_幅频特性＿_与___相频特性＿_组成。