自动控制原理复习总结

《自动控制原理》复习与总结

第一章 绪论

基本概念与课程概况

主要知识点：1 自动控制和自动控制系统

所谓自动控制，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。能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统即是自动控制系统。

2 开环控制和闭环控制

是控制系统的两类基本结构。二者的区别在于有无输出信号反馈至系统输入端与输入信号作用。

3 自动控制系统结构框图及标注

P5 图1-3 熟悉系统组成单元的功能，相互连接关系，输入输出中间变量

4 自动控制系统的分类（标准与常见类型）

5 对自动控制系统的基本要求（稳定性快速性准确性）

考试题型：简答填空（适用于全部知识点）

参考P12习题1-1——1-4

第二章 自动控制系统的数学模型

数学模型与模型变换

主要知识点：1 自动控制系统的常用数学模型

（连续线性定常时不变单变量系统）

2 控制系统用常用数学模型描述及相互转换

3 基本环节的数学模型

比例、积分、微分、一阶微分、惯性、二阶振荡&二阶惯性

名称、微分方程、实例、传递函数、阶跃响应曲线、频率特性、对数频率特性曲线 4 动态结构图的化简

原则与方法 P38-41 相关内容 P42 例2-6、P43例

2-7

微分方程

（组） 传递函数

频率特性

5 信号流图和梅逊增益公式

考试题型：简答填空（适用于全部知识点）

计算：动态结构图的化简P42 例2-6 、P43例2-7、P50习题2-8

第三章线性系统的时域分析法

讨论在给定信号作用下，线性控制系统的输出信号的变化规律

主要知识点：1 典型输入函数（最能检验控制系统性能的几种时间函数）

名称、时间波形、拉氏式：

阶跃函数、斜坡函数、抛物线函数、冲激函数（脉冲函数）、正弦函数

2 时域性能指标

P55 图3-5 会标注，懂含义。

3 典型系统的时域性能分析

典型一阶系统（P56）、典型二阶系统的定义（P57）（动态结构图、开环和闭环传递函数、指标参数计算）

典型一阶系统（P56 图3-7 式3-8a 3-8b）、典型二阶系统(P59 图3-10，P60 式3-21、3-22、3-23、3-25a、3-25b)的时域性能指标计算及阶跃响应特征

典型例题：P63 例3-1、3-2、3-3

高阶系统近似为低阶系统的原则和方法P70 Paragraph2

4 控制系统的代数稳定性判据——劳斯稳定判据

传递函数——闭环特征多项式——劳斯表——稳定性判别

题型：判断系统稳定与否（P75 例3-6）；确定稳定条件下系统某参数的取值范围（P75 例3-7；P77 例3-10）

5 稳态误差分析：确定系统的型别；给定连作用下稳态误差计算。

考试题型：简答填空（适用于全部知识点）

计算：典型二阶系统的时域性能指标计算（给公式3-21、3-22、3-23、3-25a、3-25b)）系统稳定性判别（劳斯判据）

稳态误差计算

第五章频域分析法

讨论线性系统对不同频率正弦信号的幅值放大和相位偏移作用的变化规律

主要知识点：1 频率特性的概念，为什么研究系统的频率特性？

2 基本环节的频率特性（并入第二章相关条目）

3 控制系统的开环对数频率特性曲线与开环传递函数对照（esp，最小相位系统）（P157 例5-3）

4 由伯德图描绘的奈氏稳定性判据应用

5 稳定裕量的拾取（读图（P181 图5-52、5-53）&计算）

6 开环对数频率特性与时域指标的关系

考试题型：简答填空（适用于全部知识点）

计算：根据最小相位系统的开环对数幅频渐近线写出相应的开环传递函数（P201 习题5-8）

求幅值裕度和相角裕度（P201习题5-7）

伯德图绘制并由伯德图判断系统稳定性（P176 例5-14）

利用伯德图求闭环系统的稳态误差（P184例5-19）

第六章自动控制系统的校正

主要知识点：1 系统校正的概念。进行系统校正的意义何在？

2 常见的校正方式（P205图6-1）

3 校正装置的分类及其特性（标准模型、实现方案、对系统性能的影响）（相位超前校正——相位滞后校正——相位超前-滞后校正：PD控制器——PI控制器——PID控制器）（P215表6-1）

4 频域法实现串联校正装置的设计

5 按典型系统的期望频率特性（二阶：P22

6 图6-23；三阶：P226 图5-24；四阶：P229图6-25）实现校正装置设计（P229 例6-4）

考试题型：

P239 习题6-3（可变形）