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

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0

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

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。

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。（井）

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。（井#）

6、传递函数的求取方法:

1）直接法：由微分万程直接得到。

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。

有关术语

串联、并联、反馈

通路及回路

引出点、比较点移动规则

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

求取代数

方程组的

解，化简

结构图或

信号流图

四、知识结构图

等效变换

梅逊公式

第三章控制系统的时域分析

•、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。

2. 控制系统的稳定性

（1）劳斯稳定判据；（2）赫尔维茨稳定判据。 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。 二、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（井）

。

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 T

（#）

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 •和-n ,尤其是改善

二阶系统动态性能的两种措施。（井）（#）

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。

数学、物理

微积分 消元法

拉氏变换

规律

系统原理图

微分方程组

微分方程

代数方程

传递函数

梅逊公式

拉氏变换

代数方程组

代数消元法 *

信号流图

5. 了解稳定性的概念，掌握线性定常系统稳定的充要条件（井）。

6. 重点掌握判断稳定性的Routh 代数判据及应用（井）（#）,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（井） （#）。 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。

（井）（#）

四、

公式

t T

e sr

(t)

稳态误差的定义、产生原因、类型

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。

控制系统的时域分析

知识结构图 性能指标

积分环节数目U 1、K 1

扰动作用点之前传递函数 G i

（s ）

稳态误差终值的计算

动态误差系数

C o 、C i 、C 2 ..............