最新自动控制原理基本概念

1、第一章控制系统导论1、自动控制系统的组成：控制器、被控对象、反馈环节、给定装置等。2、自动控制系统基本控制方式：开环控制、闭环控制和复合控制三种方式。3、反馈是将检测出来的输出量送回到系统的输入端，并与输入量进行比较的过程。反馈有正反馈和负反馈 之分，只有负反馈能改善系统性能。第二章 控制系统的数学模型1、 线性定常系统的传递函数，定义为零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。2、 G(S)二 K(tiS 1)(tS j)(TmS_1)为传递函数的参数形式，T i(i=1,2,m)和(T；s + 1)(T2S+1)(TnS+1)Tj(j=1,2,n)为系统中各环节的时间常数，

2、K为系统的放大倍数。3、G(s) =Ki(s_Zi)(S_Z2)(s -Zm)为传递函数的零极点形式，zi( i =1,2,m)和(s- Pj)(S- P2)(S- Pn)pj(j=1,2,n)分别称为传递函数的零点和极点，K1称为传递函数的增益(或根轨迹增益)。4、 传递函数的概念适用于线性定常系统，传递函数的结构和各项系数包括常数项完全取决于系统本身结构； 它是系统的动态数学模型，与输入信号的具体形式和大小无关，不反映系统的内部信息。5、 传递函数是在零初始条件下定义的。但是，对输入量加于系统之前 ，系统处于稳定工作状态的情况同样 适用。6、 传递函数不能(能或 不能)反映系统或元件的学科

3、属性和物理性质。物理性质和学科类别截然不同的系统可能(可能或不可能)具有完全相同的传递函数。第三章线性系统的时域分析法1、系统的模态(响应形式)由闭环极点确定，闭环零点只影响响应的幅值。闭环极点的不同取值，动态过 程有单调上升，衰减振荡、发散振荡和等幅振荡四种形式。2、 动态过程包含了系统的稳定性、快速性、平稳性等信息。3、稳态过程是指时间 t趋近于无穷大时，系统输出状态的表现形式。它表征系统输出量最终复现输入量的 程度。稳态过程包含系统的稳态误差等信息。4、一阶系统的典型响应与时间常数T密切相关。时间常数越小，响应越快，跟踪误差越小，输出信号的滞后时间也越短。5、二阶系统的阶跃响应性能定性分

4、析可知,3 n 定，Z与系统性能的关系：o Z 1过阻尼，单调上升；Z =0无阻尼，等幅振荡。6、 二阶系统的阶跃响应性能定性分析可知，3 n 定，Z越大，平稳性越好，但是，上升速度越慢，快速 性越差。0.4v Z 0.8,快速性和平稳性均较好。7、 二阶系统的阶跃响应性能定性分析可知，Z 一定时，3 n越大，上升速度和调节速度越快，且3 n的变化不改变系统的平稳性。7、二阶系统，阻尼比 Z越小，超调量越大，平稳性越差，调节时间ts长；Z过大时，系统响应迟钝，调节时间ts也长，快速性差； Z =0.7，调节时间最短，快速性最好，而超调量； 0的频段内，相频特性0 ( 3 )穿越180。线的次数

5、(正穿越与负穿越次数之差)为P/2。P为s平面右半部开环极点数目。第六章线性系统的校正方法1、系统校正的实质是，禾U用校正装置所引入的附加的零、极点，来改变整个系统零、极点的配置，改变根 轨迹或频率特性的形状从而影响系统的稳、暂态性能。2、开环对数幅频特性的低频段决定系统的稳态精度，中频段决定系统的暂态性能，高频段则决定系统的频 宽和抗扰能力等。3、比例元件在信号变换中起着改变增益而不影响相位的作用。4、 在串联校正中，比例校正元件只影响系统的开环增益，从而影响系统的稳态误差。显然，增大开环增益, 系统将提高稳态精度，同时，剪切频率增大，系统的快速性提高。但是它又往往使系统的相角裕量减小，所以

6、系统的平稳性变差。5、微分元件在信号变换中起着对信号取导数即起到加速的作用，同时使相位发生超前。但由于它对恒定信 号起着阻断作用，故在串联校正中不能单独使用，6、比例微分校正可全面改善系统稳态及暂态性能，但是对系统抗高频干扰的能力影响较大，只能用于原系 统抗高频干扰的能力非常强的系统。7、积分元件在信号变换中起着对信号进行积分即积累的作用，同时使相位发生滞后，积分控制可以提高系 统的无差度，即提高系统的稳态性能。但积分控制相当于系统增加一个开环原点极点，这将不利于系统的 稳定性。8比例加积分控制可以提高系统稳态性能，而对系统暂态性能影响不大。9、为了全面改善系统性能，可以采用比例积分微分控制，

7、即在低频段利用比例积分的控制作用改善系统稳 态精度；在中、高频段利用比例微分的控制作用改善系统的暂态性能。第八章非线性控制系统分析1非线性系统的本质特征是不满足叠加原理。因此，非线性系统的稳定性，除与系统的结构、参数有关外， 还和初始状态有关。2非线性系统的本质特征是不满足叠加原理。因此，初始条件不同，非线性系统的稳定性可能不一样。3非线性元件的输出和输入有关（有关或无关），所以在非线性系统结构图中，非线性特性与线性环节串联的位置不能（能或不能）互换。4设二阶系统常微分方程为 x，f（x,x） =0,则以x,x为坐标的平面成为相平面。X = X = 0的点称为平衡点。d x5在相平面上不确定的点成为奇点，在想平面上满足dx6描述函数法是线性系统频率法在非线性系统分析中的推广，它主要用于一类非线性系统的稳定性分析和自振分析。7描述函数定义为在正弦信号输入作用