自动控制原理总经典总结.docx
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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。
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
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。
(##)
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
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
,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.了解稳定性的概念,掌握线性定常系统稳定的充要条件(#)。
6.重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用(#)(#),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(#)(#)。
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。
(#)(#)
三、内容结构图
四、知识结构图
第四章控制系统的根轨迹法
一、学习要点
1.基本概念
(1)根轨迹定义
(2)根轨迹绘制的基本条件:
幅值方程和相角方程。
2.绘制根轨迹的基本法则
(1)常规根轨迹的绘制法则
(2)参量根轨迹绘制
(3)零度根轨迹绘制
3.增加开环零极点对根轨迹的影响
4.利用根轨迹分析系统
①稳定性;②运动形式;③主导极点;④超调量;⑤调节时间;⑥实数零、极点的影响;
⑦偶极子及其处理。
二、基本要求
1.重点掌握绘制常规负反馈系统根轨迹的基本条件和基本法则;(#)(#)
2.理解参量根轨迹和零度根轨迹的绘制;
3.了解多回路控制系统的根轨迹;
4.掌握增加开环零极点对根轨迹的影响;(#)
5.能根据根轨迹分析系统性能随参数变化的趋势。
(#)
三、内容结构图
四、知识结构图
第五章控制系统的频率特性
一、学习要点
1.频率特性的定义
2.频率特性的几何表示
(1)极坐标图或奈奎斯特图(Nyquist图)
(2)对数频率特性曲线(Bode图)
3.典型环节的频率特性及最小相位系统
(1)典型环节频率特性
(2)最小相位系统与非最小相位系统
4.稳定判据
(1)奈奎斯特稳定判据
(2)对数频率特性的稳定判据
5.开环频域指标
(1)幅值裕度
(2)相角裕度
6.闭环频域指标
(1)零频幅值M(0)
(2)带宽频率
(3)谐振峰值Mr和谐振频率
(4)闭环系统频域指标与时域指标的关系
7.开环对数频率特性与时域性能指标:
(1)三频段的概念
(2)开环系统频域指标与时域性能指标的关系
二、基本要求
1.正确理解频率特性的概念,掌握典型环节的频率特性并运用频率特性分析系统的稳态响应。
(#)
2.熟练掌握绘制开环系统Nyquist图和Bode图的方法,会求剪切频率
(#)(#)。
3.重点掌握奈奎斯特稳定判据及其在系统分析中的应用。
(#)(#)
4.重点掌握相角裕度、幅值裕度的计算。
(#)(#)
5.掌握开环对数频率特性与系统性能之间的关系,正确理解三频段的概念。
(#)
6.正确理解并掌握用实验数据确定传递函数,由最小相位系统的Bode图确定系统的传递函数的方法,会求开环放大系数
。
(#)(#)
三、内容结构图
四、知识结构图
1.
2.