《自动控制原理》总复习控制系统线性系统非线性系统连续系统离散系统描述函数法相平面法负倒描述函数曲线建模一求传函建模一求脉冲传函自振点的稳定性振幅、频率计算厂时域法「稳定性分析人根轨迹法时域分析稳态误差-频率特性法暂态响应【串联（频率法）校正校正并联(频率法)人复合控制
1 《自动控制原理》总复习 控制系统 线性系统 非线性系统 连续系统 离散系统 描述函数法 法 相平面法 建模－求传函 时域法 分析 根轨迹法 频率特性法 串联(频率法) 校正 并联(频率法) 复合控制 建模－求脉冲传函 稳定性 时域分析 稳态误差 暂态响应 负倒描述函数曲线 自振点的稳定性 振幅、频率计算 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、内容结构图常用术语、基本概念基本控制方式反馈控制系统的组成自动控制的基本概念控制系统的分类对控制系统的基本要求由系统工作原理图画方框图控制系统的分类2
2 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 自动控制的基本概念 由系统工作原理图画方框图 对控制系统的基本要求 常用术语、基本概念 基本控制方式 反馈控制系统的组成 控制系统的分类 控制系统的分类
四、知识结构图被控对象测量、变换元件自动控制系统控制装置运算、放大元件执行机构按给定量控制方式开环控制方式按扰动量控制方式（顺馈控制）自动控制系统的反馈控制（按偏差控制）基本控制方式按给定量补偿复合控制：按偏差控制按扰动补偿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。（##）3
3 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。 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。（＃＃） 自动控制系统 被控对象 控制装置 测量、变换元件 运算、放大元件 执行机构 自动控制系统的 基本控制方式 开环控制方式 按给定量控制方式 按扰动量控制方式 （顺馈控制） 反馈控制（按偏差控制） 复合控制：按偏 差控制 按给定量补偿 按扰动补偿 +
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、内容结构图微分方程（组）的建立及标准化牛顿第二微分方程非线性微分方程的线性化定律（达朗伯原理）线性系统微分方程的解及性质机理分析法定义及性质基尔霍夫定律（时局限性及表示形式域及复域传递函数形式）典型环节的传递函数实验辨识法建立物理系统的传递函数传递函数矩阵线性系统的数学模型由微分方程绘制绘制由原理图绘制开环传递函数结构图有关术语闭环传递函数串联、并联、反馈等效变换规则引出点、比较点移动规则求取代数梅逊公式方程组的解，化简由微分方程绘制结构图或绘制信号流图信号流图由方框图绘制源节点、汇节点、混合节点有关术语通路及回路
4 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 线 性 系 统 的 数 学 模 型 微分方程 传递函数 结构图 信号流图 微分方程（组）的建立及标准化 非线性微分方程的线性化 线性系统微分方程的解及性质 定义及性质 局限性及表示形式 典型环节的传递函数 建立物理系统的传递函数 传递函数矩阵 由微分方程绘制 由原理图绘制 开环传递函数 闭环传递函数 串联、并联、反馈 引出点、比较点移动规则 由微分方程绘制 由方框图绘制 源节点、汇节点、混合节点 通路及回路 绘制 有关术语 等效变换规则 绘制 有关术语 梅逊公式 机理 分析法 实验 辨识法 求取代数 方程组的 解，化简 结构图或 信号流图 基尔霍夫 定律（时 域及复域 形式） 牛顿第二 定律（达朗 伯原理）
四、知识结构图数学、物理微积分拉氏变换规律消元法代数方程传递函数系统原理图微分方程微分方程组拉氏变换代数消元法代数方程组等效变换梅逊公式系统结构图元部件结构图梅逊公式信号流图第三章控制系统的时域分析一、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（#）。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の，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。5
5 四、知识结构图 第三章 控制系统的时域分析 一、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（＃）。 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。（＃）（＃） 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。 微积分 消元法 等效变换 微分方程 代数方程 元部件结构图 系统结构图 传递函数 代数方程组 信号流图 梅逊公式 梅逊公式 代数消元法 拉氏变换 数学、物理 规律 系统原理图 微分方程组 拉氏变换 变换