自动控制原理复习资料

第一章

自动控制：是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备和装置，使受控量按照预定的规律运行

受控对象：被控制的装置和设备 受控量：被控制的物理量

参考输入量：指系统给定的输入量，或者是希望值 偏差信号：系统的指定输入量与反馈信号之差 前向通道：指系统从输入端到输出端的单方向通道 反馈通道：指系统从输出端到输入端的反方向通道 扰动：一种对系统输出产生不利影响的信号 系统：指一些部件的组合，这些部件组合在一起，可完成一定的任务，系统不限于物理系统，也可以适用于抽象的动态现象。

开环系统：指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使受控量按照预定的规律运行。

闭环传递系统：指对输出量与参考输入量进行比较，将它们的差值作为控制手段，以保持两者之间预定关系的系统。 自动控制系统的分类：

根据数学性质的不同分为：线性系统和非线性系统 根据信号的类型来分：连续系统、离散系统、采样系统

根据系统中参数是否随时间变化而变化可分为：定常系统和时变系统 根据参考输入信号的不同可分为：恒值系统、随动系统、程序控制系统 自动控制系统的性能评价：

稳定性：指系统在受到外部作用后。其动态过程的振动倾向和系统恢复平衡的能力，这是系统正常运行的先决条件。

快速性：是用动态过程的长短表示的，过度过程越短，快速性越好

准确性：由输入系统的给定值和输出系统的终值之间的差值大小来表示的 第二章

控制系统微分方程的建立：

1、分析系统中各元器件的工作原理

2、根据各元器件的运动规律建立微分方程 3、消去中间变量，对微分方程进行数字处理 电气系统建立微分方程的两个基本特性： 1、元件特性约束 2、网络拓扑约束

线性定常微分方程的求解步骤 1、经典法求解

2、零输入响应和零状态响应求解 3、拉氏变换法 传递函数的定义：

系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比 传递函数的性质：

1、是复变量S的有理分式，其分子和分母的各项系数均为实数，由系统的参数确定 2、是物理系统的一种数学描述形式，它只取决于系统或元件的结构和参数 3、传递函数的拉氏变换是单位冲激响g(t).

求传递函数的步骤：

1、求出控制系统的微分方程 2、通过中间变量建立微分方程组

3、消除中间变量，得出微分方程，求出传递函数

比例环节：指系统的输出量与输入量成比例关系的环节 惯性环节：指输出响应需要一定时间才能达到稳态值的环节 积分环节：输出量等于输入量对时间的积分 微分环节：输出量与输入量的一阶导数成正比

系统动态结构图由四种结构组成：信号线、引出点、综合点和表示系统环节的方框 结构图的等效变换及简化 1、串联方框的简化 2、并联方框的简化 3、反馈连接方框的简化 4、综合点和引出点的移动

控制系统 工作过程中受到两类信号的作用： 1、输入信号R（T） 2、扰动信号D（T） 第三章：

典型输入信号分为： 1、阶跃信号 2、斜坡信号 3、抛物线信号 4、脉冲信号 5、正弦信号

系统单位阶跃响应的性能指标如下： 1、峰值时间 2、上升时间 3、超调量 4、调整时间 5、稳态误差

一阶系统的性能指标： 1、最大超调量 2、调整时间 3、稳态误差

二阶系统衰减振荡过程的性能指标： 1、峰值时间 2、超调量 3、调整时间

高阶系统的特点：

高阶系统的单位阶跃响应，是由稳态和暂态分量组成，稳态分量决定系统的稳态精度，暂态分量决定响应的动态性能

高阶系统响应的许多分量与系统的零点、极点的分布有关。 第四章：

频率特性的概念：

是系统对不同频率的正弦信号的稳态响应特性 频率特性与传递函数的关系： 1、频率特性的获取 2、频率特性的数学本质 3、频率特性的图形表示 典型环节的伯德图

1、比例环节G（s）=K 2、积分环节G(S)=1/S 3、微分环节G(S)=S

4、惯性环节G(S)=1/(TS+1) 5、一阶微分环节G(S)’=TS+1 6、振荡环节 7、延迟环节