自動(dòng)控制原理總總結(jié)

自動(dòng)控制原理總總結(jié)L集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化工作小組#Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#第一章自本一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.線性系自動(dòng)控制基本術(shù)語(yǔ)：自動(dòng)控制、非線性系、輸入量系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、被控量、輸入量、干擾量、2.3.4.受控對(duì)象、控制器、反饋、負(fù)反散系制原理等控制系統(tǒng)的基本方式:丨建?！盖髠鹘?求脈沖傳①開環(huán)控制系統(tǒng)；②閉環(huán)控制系統(tǒng)；③復(fù)合控制系自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成：E授控對(duì)穩(wěn)和控制器組成。自分析制根系統(tǒng)的類1.線性系自動(dòng)控制基本術(shù)語(yǔ)：自動(dòng)控制、非線性系、輸入量系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、被控量、輸入量、干擾量、2.3.4.受控對(duì)象、控制器、反饋、負(fù)反散系制原理等控制系統(tǒng)的基本方式:丨建模「求傳建模-求脈沖傳①開環(huán)控制系統(tǒng)；②閉環(huán)控制系統(tǒng)；③復(fù)合控制系自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成：E授控對(duì)穩(wěn)和控制器組成。自分析制根系統(tǒng)的類:從時(shí)域分析度穩(wěn)態(tài)有不描述函數(shù)法—負(fù)倒描述函數(shù)曲線自振點(diǎn)的穩(wěn)定統(tǒng)。幅、頻率計(jì)同的分法，常有：相平面法繪制相軌跡求奇點(diǎn)和極限環(huán)求運(yùn)動(dòng)時(shí)間恒值線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)；連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)；定常系統(tǒng)與恒值時(shí)變系統(tǒng)等。。片 5.:校正并聯(lián)（頻率法）對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求：穩(wěn)、快、準(zhǔn)。5.典型輸入信號(hào)：脈沖、階躍、斜坡、拋物線、正弦二、基本要求對(duì)反饋控制系統(tǒng)的基本控制和方法有一個(gè)全面的、整體的了解。掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、術(shù)語(yǔ)，了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、分類，理解對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)、準(zhǔn)、快三方面的基本要求。了解控制系統(tǒng)的典型輸入信號(hào)。掌握由系統(tǒng)工作原理圖畫方框圖的方法。三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖常用術(shù)語(yǔ)、基本概基本控制方反饋控制系統(tǒng)的組

四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖被控對(duì)自動(dòng)控制系章控制系統(tǒng)開環(huán)控制方制―、學(xué)習(xí)要點(diǎn)按擾動(dòng)量控制方I執(zhí)行機(jī)(1)物理系統(tǒng)的微分方程描述反饋控制(按偏差控；(2四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖被控對(duì)自動(dòng)控制系章控制系統(tǒng)開環(huán)控制方制―、學(xué)習(xí)要點(diǎn)按擾動(dòng)量控制方I執(zhí)行機(jī)(1)物理系統(tǒng)的微分方程描述反饋控制(按偏差控；(2)數(shù)學(xué)工具—拉氏(3)傳遞函數(shù)及典型環(huán)節(jié)的傳2．?dāng)?shù)學(xué)模型的圖形表示變換及反變換；T按給定量補(bǔ)償遞函數(shù)i合控制:脈沖響應(yīng)函 T按擾動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)圖及其等效變換，梅遜公式的應(yīng)用；(2)信號(hào)流圖及梅遜公式的應(yīng)用。二、基本要求1、 正確理解數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的相似性、簡(jiǎn)化性、動(dòng)態(tài)模型、靜態(tài)模型、輸入變量、輸出變量、中間變量等概念，要準(zhǔn)確掌握。2、 了解動(dòng)態(tài)微分方程建立的一般方法及小偏差線性化的方法。3、 掌握運(yùn)用拉氏變換解微分方程的方法，并對(duì)解的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)模態(tài)與特征根的關(guān)系、零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)等概念有清楚的理解。4、 正確理解傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)和意義。熟練掌握由傳遞函數(shù)派生出來(lái)的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、誤差傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)等概念。(＃)5、 掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖兩種數(shù)學(xué)模型的定義和繪制方法，熟練掌握控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化，并能用梅遜公式求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。(＃＃)6、 傳遞函數(shù)的求取方法：直接法：由微分方程直接得到。復(fù)阻抗法：只適用于電網(wǎng)絡(luò)

3）結(jié)構(gòu)圖及其等效變換，用梅遜公式。4）信號(hào)流圖用梅遜公式。三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖微分方程（組）的建立及標(biāo)四、知識(shí)結(jié)構(gòu)微分方非線性微分方稈的線性化三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖微分方程（組）的建立及標(biāo)四、知識(shí)結(jié)構(gòu)微分方非線性微分方稈的線性化牛頓第二定律數(shù)學(xué)、物第三章系統(tǒng)微分系統(tǒng)的時(shí)變分析」*微分方程定義及性質(zhì)微分方機(jī)理a代數(shù)方:基本;概念：穩(wěn)定性、時(shí)域控制系統(tǒng)傳遞函氏變換及表示能指標(biāo)、誤差與穩(wěn)態(tài)誤差等環(huán)節(jié)的傳數(shù)消藏⑴勞斯穩(wěn)定判據(jù)；（2）赫爾維理穩(wěn)統(tǒng)的傳遞函數(shù)3.纓制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能牛結(jié)木傳遞函數(shù)矩叱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性 I-4.數(shù)學(xué)、物第三章系統(tǒng)微分系統(tǒng)的時(shí)變分析」*微分方程定義及性質(zhì)微分方機(jī)理a代數(shù)方:基本;概念：穩(wěn)定性、時(shí)域控制系統(tǒng)傳遞函氏變換及表示能指標(biāo)、誤差與穩(wěn)態(tài)誤差等環(huán)節(jié)的傳數(shù)消藏⑴勞斯穩(wěn)定判據(jù)；（2）赫爾維理穩(wěn)統(tǒng)的傳遞函數(shù)3.纓制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能牛結(jié)木傳遞函數(shù)矩叱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性 I-4.統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)；,（2）二階系統(tǒng)的微態(tài)響程繪由原理圖繪制繪制傳遞函基爾霍變換梅遜公式模一 —◎邑結(jié)構(gòu)圖二、基本要求開環(huán)傳遞函數(shù)誤差系數(shù)?！嘘P(guān)術(shù)閉環(huán)傳遞函數(shù)1.了解線性定常系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)組成，熟悉控制系聯(lián)充暫態(tài)聯(lián)向應(yīng)性能指標(biāo)的定義h等效變換規(guī)|_(#)引出點(diǎn)、比較點(diǎn)移動(dòng)2.掌握一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)梅性能指:標(biāo)，并能根據(jù)給出的指標(biāo)確定滿足要求求取代參害 13.掌握二階系號(hào)充的暫態(tài)應(yīng)性能指標(biāo)公式及計(jì)*1由微分方程繪制繪制_ l響應(yīng)分析及其與極點(diǎn)之由方的關(guān)圖繪制t點(diǎn)掌握二階系統(tǒng)的程態(tài)響算，并能根據(jù)給出的指標(biāo)確定滿足要求的系統(tǒng)參數(shù)匚和?n，尤其是改善二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩種措施。通路及回路A4.一般了解高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)，掌握閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的概念了解穩(wěn)定性的概念，掌握線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件(＃)。重點(diǎn)掌握判斷穩(wěn)定性的Routh代數(shù)判據(jù)及應(yīng)用(#)(#)，對(duì)Hurwitz判據(jù)有一般了解。能根據(jù)系統(tǒng)要求確定滿足穩(wěn)定的系統(tǒng)參數(shù)范圍(#)(#)。了解穩(wěn)態(tài)誤差的概念、定義、產(chǎn)生原因、類型。重點(diǎn)掌握給定穩(wěn)態(tài)誤差終值的計(jì)算，穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的計(jì)算，擾動(dòng)穩(wěn)態(tài)誤差終值的計(jì)算及減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法，并能根據(jù)系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的要求確定系統(tǒng)參數(shù)。(#)(#)三、 內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、 知識(shí)結(jié)構(gòu)圖控制系公式、曲線1.基本概念1)2)環(huán)^閉分析—P丿1平均J口y曰心、口尸二階標(biāo)準(zhǔn)_I參數(shù)Z、s)三、 內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、 知識(shí)結(jié)構(gòu)圖控制系公式、曲線1.基本概念1)2)環(huán)^閉分析—P丿1平均J口y曰心、口尸二階標(biāo)準(zhǔn)_I參數(shù)Z、s)特征方程與極點(diǎn)之間數(shù)系據(jù)二階標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性、、穩(wěn)定根軌跡定義吳差傳遞函數(shù)ue(s\q穩(wěn)因穩(wěn)態(tài)誤差11、統(tǒng)軌跡繪制的基本條件常除法聲和相角態(tài)誤差系訂公式穩(wěn)態(tài)誤差終值的計(jì)算丄-統(tǒng)"2.繪制;根軌跡的基本法則結(jié)(1)常規(guī)根根軌開環(huán)繪遞法數(shù)Gk(s)sr(2)參量很軌跡繪制(3)零度根公式靜態(tài)誤差系數(shù)0、公式軌跡繪制 3?增加開環(huán)零極點(diǎn)對(duì)根軌跡的影響函積分環(huán)節(jié)數(shù)冃u「K利用根軌跡分析系統(tǒng)①穩(wěn)定性；②運(yùn)動(dòng)形式；③主導(dǎo)極點(diǎn)；④超調(diào)量；⑤調(diào)節(jié)時(shí)間；⑥實(shí)數(shù)零、極點(diǎn)的影響；⑦偶極子及其處理。二、基本要求＃）重點(diǎn)掌握繪制常規(guī)負(fù)反饋系統(tǒng)根軌跡的基本條件和基本法則；（＃＃）理解參量根軌跡和零度根軌跡的繪制；了解多回路控制系統(tǒng)的根軌跡；掌握增加開環(huán)零極點(diǎn)對(duì)根軌跡的影響；（＃）能根據(jù)根軌跡分析系統(tǒng)性能隨參數(shù)變化的趨勢(shì)。（＃）三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖1.頻率特性的定義常規(guī)根軌跡繪四參量根軌跡根軌跡分零度根軌的穩(wěn)態(tài)誤師跡應(yīng)用滯后系統(tǒng)根軌根軌跡1.頻率特性的定義常規(guī)根軌跡繪四參量根軌跡根軌跡分零度根軌的穩(wěn)態(tài)誤師跡應(yīng)用滯后系統(tǒng)根軌根軌跡2.頻率特性的幾何表示主導(dǎo)極2.頻率特性的幾何表示主導(dǎo)極（1） 極坐標(biāo)圖或奈奎斯特圖（NyquiSt圖）系統(tǒng)響應(yīng)運(yùn)動(dòng)形（2） 對(duì)數(shù)頻率特性曲線（Bode圖）典型環(huán)節(jié)的頻率特性及最小相位系統(tǒng)（1） 典型環(huán)節(jié)頻率特性（2） 最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定判據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)(2)對(duì)數(shù)頻率特性的穩(wěn)定判據(jù)開環(huán)頻域指標(biāo)(1)幅值裕度(2)相角裕度閉環(huán)頻域指標(biāo)(1)零頻幅值M(0)帶寬頻率①bb諧振峰值Mr和諧振頻率wr閉環(huán)系統(tǒng)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性與時(shí)域性能指標(biāo)：三頻段的概念開環(huán)系統(tǒng)頻域指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系二、基本要求正確理解頻率特性的概念，掌握典型環(huán)節(jié)的頻率特性并運(yùn)用頻率特性分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。(＃)熟練掌握繪制開環(huán)系統(tǒng)Nyquist圖和Bode圖的方法，會(huì)求剪切頻率w(#)C(#)。重點(diǎn)掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及其在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。(#)(#)重點(diǎn)掌握相角裕度、幅值裕度的計(jì)算。(#)(#)掌握開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，正確理解三頻段的概念。(#)正確理解并掌握用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定傳遞函數(shù)，由最小相位系統(tǒng)的Bode圖確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的方法，會(huì)求開環(huán)放大系數(shù)K三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）系學(xué)習(xí)要點(diǎn)s=j3開第頻率性s=p制系統(tǒng)校正的一般概念穩(wěn)定義奈奎斯特開四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）系學(xué)習(xí)要點(diǎn)s=j3開第頻率性s=p制系統(tǒng)校正的一般概念穩(wěn)定義奈奎斯特開正對(duì)…極坐標(biāo)圖判別穩(wěn)定域開環(huán)楓頻丄對(duì)數(shù)頻率率特性1Njp=t判據(jù)法3.數(shù)0(s)校正方法閉環(huán)頻域指標(biāo)皿八叫、叫/百標(biāo)3、公式頻Y、相角裕度公式時(shí)域4.校正方式5.基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)校正二階系統(tǒng)1)串聯(lián)超'前校正;能分串聯(lián)4)三種串聯(lián)校正方法的特點(diǎn)與作階系統(tǒng)串5.基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)校正二階系統(tǒng)1)串聯(lián)超'前校正;能分串聯(lián)4)三種串聯(lián)校正方法的特點(diǎn)與作階系統(tǒng)串滯后校正；3）串聯(lián)滯后一超前校正;高階系統(tǒng)聯(lián)校正的希望特性法。1)串聯(lián)校正；2）反饋校正；3）串聯(lián)反饋校正；41)二、基本要求熟悉典型的無(wú)源校正裝置，掌握校正網(wǎng)絡(luò)的頻率特性及其作用。正確選擇校正網(wǎng)絡(luò)。掌握串聯(lián)校正的頻率設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)掌握三種串聯(lián)校正方式的特點(diǎn)與作用（＃（＃）。重點(diǎn)掌握期望特性的求取方法及串聯(lián)校正的期望特性法。（＃）（＃）

重點(diǎn)掌握校正前后相角裕度、幅值裕度的計(jì)算。（＃）（＃）了解反饋校正的頻率設(shè)計(jì)法。三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.2.3.H校正R尹校正:連超前校正串聯(lián)校Y環(huán)傳結(jié)束散.N二校正后開熙校正」、離后串聯(lián)超前校、線f：E7時(shí)⑴差分方程＞ID控三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.2.3.H校正R尹校正:連超前校正串聯(lián)校Y環(huán)傳結(jié)束散.N二校正后開熙校正」、離后串聯(lián)超前校、線f：E7時(shí)⑴差分方程＞ID控2）數(shù)學(xué)工具一Z變換；Y3）脈沖傳遞函 門分析法（試探 滿足期信后開散系裝采樣過(guò)程原樣開基繪制期采樣正戦采樣過(guò)正裝⑵）香農(nóng)采樣定校正裝置零階保持器修改參數(shù)—離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：滿足期望結(jié)束Y.保持器。后—超前校刃滯后—超前校數(shù)。頻率法3.系統(tǒng)分析校正設(shè)計(jì)方綜合法（期望特性根軌跡法1） 離散系統(tǒng)穩(wěn)定性分析2） 準(zhǔn)確性分析（離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析）3） 快速性分析與時(shí)間響應(yīng)4） 校正：校正方法，數(shù)字校正裝置的實(shí)現(xiàn)，最少拍系統(tǒng)的校正，無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差的最少拍系統(tǒng)的校正二、基本要求1、掌握離散控制系統(tǒng)的相關(guān)概念及離散控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)的主要區(qū)別2、掌握z變換、z反變換的概念及其主要性質(zhì)3、充分理解采樣定理及采樣周期對(duì)離散控制系統(tǒng)的影響

4、理解零階保持器的具體含義及作用，熟悉零階保持器的傳遞函數(shù)、頻率特性及特點(diǎn)。5、重點(diǎn)掌握脈沖傳遞函數(shù)的概念及其求解離散控制系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的方法。（＃）（＃）6、正確理解離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的含義及其穩(wěn)定的充要條件，熟練掌握離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷方法，能根據(jù)系統(tǒng)要求確定滿足穩(wěn)定性的系統(tǒng)參數(shù)范圍。（＃）（＃）7、重點(diǎn)掌握計(jì)算離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差方法。（＃）（＃）8、了解離散控制系統(tǒng)極點(diǎn)分布與系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)之間的關(guān)系，能根據(jù)給定輸入求取離散控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。9、正確理解離散系統(tǒng)的校正方法和數(shù)字校正裝置的實(shí)現(xiàn)方法；能對(duì)離散系統(tǒng)進(jìn)行最少拍系統(tǒng)的校正和無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差的最少拍系統(tǒng)的校正。三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖一、學(xué)閉環(huán)脈； 制系基本概念采樣討稈'序列傳函特征方程終值定理?差分芻定穩(wěn)定1.2.穩(wěn)態(tài)誤差分打壯I寸匚/1~ 典型非線性環(huán)節(jié)及反系統(tǒng)性能系統(tǒng)分析「三、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖四、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖一、學(xué)閉環(huán)脈； 制系基本概念采樣討稈'序列傳函特征方程終值定理?差分芻定穩(wěn)定1.2.穩(wěn)態(tài)誤差分打壯I寸匚/1~ 典型非線性環(huán)節(jié)及反系統(tǒng)性能系統(tǒng)分析「|2準(zhǔn)確性分:非線性系號(hào)的特點(diǎn)z變換E誤差脈沖序列e（n，T）快速性分—?I開環(huán)脈沖傳遞函「公冃靜態(tài)誤差系"二⑴描述函數(shù)法：描述函數(shù)的應(yīng)用前提、自振的分析及計(jì)算。非線性系統(tǒng) 」—?開環(huán)脈沖傳遞函法則系統(tǒng)根軌跡⑵相平面法：①基本概念：相平面、相軌跡、奇點(diǎn)、平衡點(diǎn)、相軌跡的走向、極限環(huán)等。②相軌跡描述方法：解析法、等傾線法。二、基本要求1、 從系統(tǒng)組成、數(shù)學(xué)描述、動(dòng)態(tài)過(guò)程及分析方法等幾方面來(lái)正確理解線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的基本概念和本質(zhì)區(qū)別。2、 正確理解描述函數(shù)法的基本概念和應(yīng)用前提。3、 利用描述函數(shù)法能夠?qū)ο到y(tǒng)作定性分析及求出一般近似解。4、 掌握負(fù)倒描述函數(shù)曲線的繪制方法。（＃）