控制理论

浙江大学远程教育学院《控制理论》课程作业

第一章

1-1 与开环系统相比，闭环系统的最大特点是：检测偏差、纠正偏差。 1-2 分析一个控制系统从以下三方面分析：稳定性、准确性、快速性。 1-3 控制系统分为两种基本形式开环控制系统和闭环控制系统。 1-4 负正反馈如何定义？

输入量和反馈量相减作为控制器的输入称为负反馈，输入量和反馈量相加作为控制器的输入称为正反馈。

1-5 若组成控制系统的元件都具有线性特性，则称为线性控制系统。 1-6 控制系统中各部分的信号若都是时间t 的连续函数，则称为连续控制系统。 1-7 控制系统中各部分的信号中只要有一个是时间t 的离散信号，则称此系统为离散控制系统。 1-8控制系统一般可分为两种基本结构：开环系统、闭环系统；控制系统可进行不同的分类：线性系统与非线性系统＿; 恒值控制系统与随动系统；连续系统与离散系统。 1-9请画出闭环控制系统的结构原理图，并简要介绍各部分的主要作用。

误差检测器：将输入量与反馈进行比较

输入量偏差量控制量输出量

控制器：进行幅值和功率的放大，并将它转换成适合执行器工作的信号。

被控对象：指系统中被控制的设备或过程，它能完成特定的动作和工作任务。反馈装置：将被控量转换成主反馈量

1-10 控制系统的性能要求一般有稳定、快速和准确；常见的线性

定常系统的稳定性判据有具有齐次性和适用叠加原理

。

第二章作业

2-1 如图1所示，分别用方框图简化法或梅逊公式计算传递函数

()

C s R s （写出推导过程）。

解：见课本P33或P37.

2-2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t

e e t c --+-=221)(，试求系统

的传递函数和脉冲响应。

解单位阶跃输入时，有s

s R 1

)(=，依题意 s s s s s s s s C 1)2)(1(2311221)(?+++=+++-=

∴ )

2)(1(2

3)()()(+++==

s s s s R s C s G []t t

e e s s L s G L t k -----=???

???+++-==21

42411)()(

2-3 已知系统传递函数

)()(2++=s s s R s C ，且初始条件为1)0(-=c ，0)0(=c

，试求系统在输入)(1)(t t r =作用下的输出)(t c 。

解系统的微分方程为

图1

)(2)(2)

(3)(2

2t r t c dt t dc dt

t c d =++ （1）考虑初始条件，对式（1）进行拉氏变换，得 s

s C s sC s s C s 2

)(23)(3)(2

++++ （2） 2

141)23(23)(22++

+-=++-+-=s s s s s s s s s C ∴ t t e e t c 2241)(--+-=

2-4 飞机俯仰角控制系统结构图如图2所示，试求闭环传递函数)()

(s s Q r c 。

图2 飞机俯仰角控制系统结构图

解经结构图等效变换可得闭环系统的传递函数

.0)42.018.1()7.09.0()

6.0(

7.0)()(23

++++++=s K s K s s s Q s Q r c

5 试绘制图3所示系统的信号流图。

图 3

解

2-6 试绘制图5所示信号流图对应的系统结构图。

图 5

解

2-7 如图7所示，已知单位负反馈系统开环传递函数

()(3)

G s s s =

且初始条件为(0)1c =-，(0)0c =。试求：

（1）系统在()1()r t t =作用下的输出响应()c t ；（2）系统在()2()2r t t t =+作用下的静态误差ss e

图 7

1．初始条件为0时，2

1()

()31()

C s H s s s R s =

=++ 现2()(0)(0)3()3(0)()()s c s sc c sc s c c s R s --+-+=

代入(0)1c =-，(0)0c =：2()3()()3()s c s sc s c s s R s ++++= 当()1()r t t =，()1/R s s =

则23231

()3s s C s s s s

--+=++

()1()

C t t =

2． 6ss e =

2-8 某系统方块图如下图8所示，试画出其信号流图并用梅逊公式计算()C s 与()R s 之间的传递函数。

图8

解：信号流图

系统有一条前向通道，三个单回路，一对互不接触回路由图得：

1123P G G G = ，11?=

33113322111H G H G H G H G H G ++++=? 33113322113211

11)()(H G H G H G H G H G G G G P s R s C ++++=??=

第三章作业

3-1 已知二阶系统闭环传递函数为 36

936

++=

s s G B 。试求单位阶跃响应的t r , t m ,δ% , t s 的数值？

解：当输入信号r （t ）为单位脉冲函数时，则二阶系统单位脉冲响应c （s ）为：

C （s ）=2

222n

n n w s w s w ++ζ可知2

n w =36 n w ζ2=9 得n w =6 ζ=0.75 σ=n w ζ=4.5 d w =3.97 β=arctan σ

w =arctan （6/4.5）=0.93 r t =

w β

π-=(3.14-0.93)/4=0.55(s)

p t =

w π

=3.14/3.97=0.79(s) δ%=σp=π

ζζ

)1(

--e =14

.3)13.1(-e

=0.029

对于2%允许误差标准，调整时间为s t =4/σ=4/4.5=0.89(s) 对于5%允许误差标准，调整时间为s t =3/σ=3/4.5=0.67(s) 3-2 设单位反馈系统的开环传递函数为 )

1(1

)(+=

s s s G K

试求系统的性能指标，峰值时间，超调量和调节时间。解：

闭环传递函数1

)(1)()(2++=+=

s s s G s G s C

由公式C （s ）=2

222n

n n w w s w ++ζ可知2

n w =1 n w ζ2=1 得n w =1 ζ=0.5 σ=n w ζ=0.5 d w =0.87

峰值时间p t =

w π

=3.14/0.87=15.1(s) 超调量σp==π

ζζ

)1(

--e =14

.3)87.0/5.0(-e

=0.167

对于2%允许误差标准，调整时间为s t =4/σ=4/0.5=8(s)

对于5%允许误差标准，调整时间为s t =3/σ=3/0.5=6(s)

3-3 如图1所示系统，假设该系统在单位阶跃响应中的超调量%δ=25%，峰值时间

m t =0.5秒，试确定K 和τ的值。

图1

闭环传递：)1()

1(1)1()(+?+++=Φs s s k s s k s τ=K s k s K

+++)1(2τ

由公式C （s ）=2

222n n n w w s w ++ζ得n w =k n w ζ2= τk +1 得ζ=n w k 21+τ=k

k 21

+τ δ% =π

ζζ

)1(

--e =25% 可得ζ=0.4

p t =

d w π=2

114.3?-n w =2

114

.3?

-k =915.014.3k =0.5 得：k =6.865 K=47.13 带入ζ=n w k 21+τ=k

k 21

+τ得τ=0.095

3-4 已知系统的结构图如图2所示，若)(12)(t t x ?= 时，试求：

(1) 当τ=0时，系统的t r , t m , t s 的值。

(2) 当τ≠0时，若使δ％=20%，τ应为多大。

图2

解：(1) 由结构图可知闭环传递函数为 50

250

)()()(2

++==

s s s X s Y s G B 可得 )/(07.750秒弧度==n ω

弧度43.195.811;14.0222

=?=-===-ζ

θωζtg

由于s

s X 2

)(=

输出的拉氏变换为 22222)(n

n n

s s Y ωζωω++?=

则拉氏反变换为

[]

2(71.307

.714.04

5(78.207

.714.03

45.099

.007.714

.3124.099

.007.743

.114.31%

64%100%100%)

95.817sin(01.112)sin(112)(2

.044.01995.02

秒秒秒

秒

=?=

=?===?=

-==?-=-?-=

=?=?=?+-=??

??????+?--=-

--n

s n

s n m n r d t

t t t t e

t e t e t y n ζωζωζ

ωπζ

ωθπδθωζζ

ωζ

(2) 当τ≠0时，闭环传递函数

)5.02(50

)()()(2

+++==

s s s X s Y s G B τ )/(07.750秒弧度==n ω

.0)

1(25.022-=

+=n n ζωττ

ζω得

由 %20%100%2

1=?=--

ζπ

δe

2.02

1=--

ζπ

两边取自然对数 61.12.0ln 12

-==--

ζπ

，可得

46.061.161.12

=+=

故 73.85

107.746.0(2=-?=o τ

%)2(92.007

.746.03

秒=?=

s t ζω

3-5

(1) 什么叫时间响应

答：系统在外加作用的激励下，其输出随时间变化的函数关系叫时间响应。

(2) 时间响应由哪几部份组成？各部份的定义是什么？

答：时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。瞬态响应是系统受到外加作用后，系统从初始状态到最终稳定状态的响应过程称瞬态响应或者动态响应或称过渡过程。稳态响应是系统受到外加作用后，时间趋于无穷大时，系统的输出状态或称稳态。

(3) 系统的单位阶跃响应曲线各部分反映系统哪些方面的性能？

答：时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。瞬态响应反映系统的稳定性，相对稳定性及响应的快速性；稳态响应反映系统的准确性或稳态误差。

(4) 时域瞬态响应性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能？

答：延迟时间d t ；上升时间r t ；峰值时间m t ；调节时间s t ；最大超调量%δ.d t ,r t ,m t ,s t 反映系统的快速性，即灵敏度，%δ反映系统的相对稳定性。 3-6设系统的特征方程式为 06111262

=++++s s s s 试判别系统的稳定性。解：

列出劳斯表：

216

116610116612101

34s s s

s s -

由上表可以看出，第一列各数值都为正值，故系统稳定。

3-7设系统的特征方程式为 0222

=+++s s s

列劳斯表

210

3ε

s s s s

将特征方程式因式分解为 0)2)(1(2=++s s

根为 2,

132,1-=±=s j s

系统等幅振荡，所以系统临界稳定

3-8 单位反馈系统的开环传递函数为 )

125.0)(11.0()(++=

s s s K

s G k

试求k 的稳定范围。解：闭环传递函数)

125.0)(11.0()(++=

s s s K

s G k 可得

D(s)=s(0.1s+1)(0.25s+1)+k=0

=0.025 3

s +0.35 2

s +s+k 列出劳斯表

s k

s k s s 0

123025.0025.035.035.01025.0-

要使系统稳定k>0 , 0.35-0.025k>0必须0

(1) 系统的稳定性定义是什么？

答：系统受到外界扰动作用后，其输出偏离平衡状态，当扰动消失后，经过足够长的时间，若系统又恢复到原平衡状态，则系统是稳定的，反之系统不稳定。

(2) 系统稳定的充分和必要条件是什么？答：系统的全部特征根都具有负实部，或系统传递函数的全部极点均位于[S]平面的左半部。

(3) 误差及稳态误差的定义是什么？

答：输出端定义误差e(t)：希望输出与实际输出之差。输入端定义误差e(t)；输入与主反馈信号之差。稳态误差，误差函数e(t)，当t →∞时的误差值称为稳态误差 3-10已知单位反馈随动系统如图3所示。若16=K ，s T 25.0=。试求：（1）典型二阶系统的特征参数ζ和n ω；（2）暂态特性指标p

M 和)5(00

s t ；

（3）欲使0

016=p M ，当T 不变时，K 应取何值。

图3随动系统结构图

解：(1)闭环传递函数G(s)=

K Ts s K

++)1(=64

4642++s s

C （s ）=2

222n

n n w s w s w ++ζ可知2

n w =64 n w ζ2=4 得n w =8 ζ=0.25

（2）σp==π

ζζ

)1(

--e =14

.3)25.0(-e

=0.47

)5(00s t =3/σ=3/2=1.5

（3）当T 不变时 G(s)=

K Ts s K

++)1(=K

s s K 4442++

δ%=σp=π

ζζ

)1(

--e

=0.16

可得245.0=ξ

w =4K n w ζ2=4 可得 K=2

3-11控制系统框图如图4所示。要求系统单位阶跃响应的超调量%

5.9=p M ，且峰值时

间

t p 5.0=。试确定1K 与τ的值，并计算在此情况下系统上升时间r t 和调整时间)2

(00s t 。

图4 控制系统框图

解：由图可得控制系统的闭环传递函数为：

110)101(10)()

(K s s K s R s C +++=τ

系统的特征方程为010)101(12=+++K s s τ。所以

τξωω1012,102

1+==n n K 由题设条件：

095

.0%1002

1=?=--ξ

ξπe

M p ，

t n p 5.012

=-=

ωπ

可解得854.7,6.0==n ωξ，进而求得

84.0101

2,15.610

1=-=

n n

K ζωτω 在

此

情

况下

系统上升时间

rad

t n r 9273.01.53)(cos 35.01012

====--=

-ζθζωθπ

调整时间

.04

%)2(=≈

s t ζω

3-12设系统的特征方程式分别为1,2,3试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性。

1．054322

34=++++s s s s

列出劳斯表：

6520

5310

34s s s s s -

由第一列不全为正得系统不稳定。又由于第一列系数的符号改变两次，1→-6→5，所以系统有两个根在s 平面的右半平面

2．01222

34=++++s s s s

列出劳斯表：

100

2211101

234s s s s s ∞

由第一列不全为正得系统不稳定。由于ε是很小的正数，ε行第一列元素就是一个绝对值很大的负数。整个劳斯表中第一列元素符号共改变两次，所以系统有两个位于右半s 平面的根。

3．022332

=+++++s s s s s s5 1 3 2 s4 1 3 2 s3 0 0

由上表可以看出，s3行的各项全部为零。为了求出s3各行的元素，将s4行的各行组成

辅助方程式为

A(s)= s4+3s2+2s0 将辅助方程式A(s)对s 求导数得

s s ds s dA 64)

(3+=

用上式中的各项系数作为s3行的系数，并计算以下各行的系数，得劳斯表为 s5 1 3 2 s4 1 3 2 s3 4 6 s2 3/2 2 s1 2/3 s0 2

从上表的第一列系数可以看出，各行符号没有改变，说明系统没有特征根在s 右半平面。但由于辅助方程式A(s)= s4+3s2+2=（s2+1）（s2+2）=0可解得系统有两对共轭虚根s1,2=±j ，s3,4=±j2，因而系统处于临界稳定状态。

3-13已知系统结构图如图5所示，试确定使系统稳定的K 值范围。

图5控制系统结构图

s s s K

s G k +++=

)2)(1()(

令s(s+1)(s+2)+k=0得0232

3=+++k s s s

列出劳斯表

s k s k

s s 0

123

123321-?

由第一列全为正要求k>0 6-k>0 可得0

3-14 已知单位反馈控制系统的开环传递函数如下。

（1）

)

15.0)(11.0(10

)(++=

s s s s G （2）

)

5.0()

5)(1()(10)(2=+++=

a s s s a s s G

试求：1．静态位置误差系数

K 、静态速度误差系数v K 和静态加速度误差系数a K ；

2．求当输入信号为2

4)(1)(t t t t r ++=时的系统的稳态误差

解：（1）

静态误差位置系数∞==→)()(0

s H s G im l k s p

静态速度误差系数0)()(0

==→s H s sG im l k s v

静态加速度误差系数0)()(2

==→s H s G s im l k s a

当输入信号为2

4)(1)(t t t t r ++=时的系统的稳态误差

ss k e +=

+4/v k +1/a k =∞

(2) 判断系统稳定性。

系统的闭环传递函数为

1056)

5.0(10)(1)()(234

+++++=+=

s s s s s s G s G s Φ

其闭环特征方程为0510562

34=++++s s s s 。由劳斯判据可知系统是稳定的。系统为Ⅱ

型，可以求得静态误差为：

∞

=+++==→→)

5)(1()

5.0(10lim

)(lim 200

s s s s s G K s s p

∞=+++?

==→→)5)(1()

5.0(10lim )(lim 2

s s s s s s sG K s s v 1

)5)(1()

5.0(10lim )(lim 220

=+++?

==→→s s s s s s G s K s s a

所以给定输入信号的稳态误差计算如下：

411=+++=

v p ss K K K e

第四章作业

4-1．单位反馈系统的开环传递函数为

(1)

()(2)(3)

K s G s s s s +=

试绘制闭环系统的概略根轨迹。

解：系统闭环特征方程为2()20D s s s Ks K =+++= 取复变量s j σω=+，则有

222()(1)20j j K K σωσωσω-+++++=

即

22(1)20

(21)0

K K j K σωσωσ-+++=++=

若系统闭环特征方程的根为实数，则2

0,(1)20K K ωσσ=+++=，解得

1230.172,3 5.828K K ====

因此，当0.172 5.828K <<时，根轨迹为复数，0ω≠。此时必有21K σ=--。代入实部并整理得

22(2)2σω++=

这为圆方程，圆心为（-2，0j ）4-2．设某负反馈系统的开环传递函数为2

(1)

()()(0.12)

K s G s H s s s +=+，试绘制该系统的根轨迹图。

解：渐近线与实轴的交点101

4.52

ασ-+=

=- 渐近线与实轴正方向的夹角为2

。

分离点与汇合点：由222

(10)(21320)

01(1)

d s s s s s ds s s ??+++== ?++??

得2

213200s s ++=

所以，1,2 2.54s =--或。根轨迹如下图：

4-3．以知系统开环传递函数2()()(4)(420)

G s H s s s s s =

+++试绘制闭环系统的根轨迹。

解：（1）系统无开环有限零点，开环极点有四个，分别为0，-4，24j -± （2）实轴上的根轨迹区间为[4,0]-。

（3）渐近线有四条2,45,135,225,315a a σ????=-=。

（4）根轨迹的起始角。复数开环极点343,42490,90p p p j θθ=-±=-=处（5）确定根轨迹的分离点。由分离点方程

1111

042424

d d d j d j +++=++++-

解得12,32,2d d ==-±K=100，12d d d ３，，皆为根轨迹的分离点。（6）系统闭环特征方程为4

()836800D s s s s s K =++++=

列写劳斯表，可以求出当K=260时，劳斯表出现全零行，辅助方程为2

()262600A s s =+=。

解得根轨迹与虚轴的交点ω=4－3

4-4．单位反馈控制系统的开环传递函数为(1)

()(2)

K s G s s s -=

+，k 的变换范围为0→∞，试绘

制系统根轨迹。

解：分析知道，应绘制零度根轨迹。按照零度根轨迹的基本法则确定根轨迹的参数：（1）系统开环有限零点为1，开环有限极点为0，-2。（2）实轴上的根轨迹区间为[2,0],[1,]-+∞。（3）渐近线有一条0a ??=

（4）确定根轨迹的分离点，由分离点的方程

222(2)(1)(22)()0(2)

d K s s K s s G s ds s s +--+==+，解得122.732,0.732d d ==- （1）确定根轨迹与虚轴的交点。系统闭环特征方程为2

()20D S s s Ks K =++-=。当

k=-2时，闭环特征方程的根为1,2s =±4－4：

4-5．以知单位反馈系统的开环传递函数为21

()4()(1)

s a G s s s +=+，a 的变化范围为[0,]+∞，试绘制系统的闭环根轨迹。

解：系统闭环特征方程为3

()044

D S s s s a =++

+= 即有

3214

101

a s s s

+=++。等效开环传递函数为132()4

K G s s s s

++，1

K a =

，变化范围为[0,]+∞。

（1）等效系统无开环有限零点，开环极点为12310,2

p p p ===- （2）实轴上的根轨迹区间为(,0]-∞

（3）根轨迹有三条渐近线1,60,180,1203

a a σ???

=-=-

（4）根轨迹的分离点方程22

(32)

4()01()

K s s d G s ds s s -++==+，解得12

11,26d d =-=-。（5）确定根轨迹与虚轴的交点。由劳斯表，可以求出当a=1时，劳斯表出现全零行，辅

助方程为2

1()04A s s =+

=。解得1,21

s j =±。如下图解4－

4-6. 设单位反馈控制系统开环传递函数)

15.0)(12.0()(++=

s s s K

s G ，试概略绘出系统根轨

迹图（要求确定分离点坐标d ）。

解)

2)(5(10)15.0)(12.0()(++=

++=

s s s K

s s s K s G 系统有三个开环极点：01=p ,22-=p ,53-=p ① 实轴上的根轨迹：

(]5,-∞-, []0,2-

② 渐近线： ???

????±=+=-=--=πππ?σ,33)12(3

73520k a a

③ 分离点：

1511=++++d d d 解之得：88.01-=d ，7863.32-d (舍去)。

④ 与虚轴的交点：特征方程为 010107)(23=+++=k s s s s D

令 ???=+-==+-=0

10)](Im[0

107)](Re[3

2ωωωωωj D k j D 解得?

??==710

k ω

与虚轴的交点（0，j 10±）。根轨迹如图解4－9所示。

4-7．设系统开环传递函数

)

)(4(20

)(b s s s G ++=

试作出b 从0→∞变化时的根轨迹。

解：做等效开环传递函数

自动控制原理知识点总结

～自动控制原理知识点总结第一章１、什么就是自动控制?(填空) 自动控制:就是指在无人直接参与得情况下，利用控制装置操纵受控对象，就是被控量等于给定值或按给定信号得变化规律去变化得过程。 2、自动控制系统得两种常用控制方式就是什么？(填空）开环控制与闭环控制 3、开环控制与闭环控制得概念? 开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差,控制精度也不高. 闭环控制:控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用,而且还有反向联系，既有被控量对被控过程得影响。主要特点：抗扰动能力强，控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否得问题。掌握典型闭环控制系统得结构。开环控制与闭环控制各自得优缺点？ (分析题:对一个实际得控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。） 4、控制系统得性能指标主要表现在哪三个方面？各自得定义?(填空或判断) （1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程得振荡倾向与系统恢复平衡得能力（２）、快速性:通过动态过程时间长短来表征得（3)、准确性:有输入给定值与输入响应得终值之间得差值来表征得第二章 1、控制系统得数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性 2、了解微分方程得建立? (1)、确定系统得输入变量与输入变量（２)、建立初始微分方程组.即根据各环节所遵循得基本物理规律,分别列写出相应得微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量,将式子标准化。将与输入量有关得项写在方程式等号得右边，与输出量有关得项写在等号得左边 3、传递函数定义与性质？认真理解。（填空或选择）传递函数：在零初始条件下,线性定常系统输出量得拉普拉斯变换域系统输入量得拉普拉斯变

现代控制理论课后习题答案

绪论为了帮助大家在期末复习中能更全面地掌握书中知识点，并且在以后参加考研考博考试直到工作中，为大家提供一个理论参考依据，我们11级自动化二班的同学们在王整风教授的带领下合力编写了这本《现代控制理论习题集》（刘豹第三版），希望大家好好利用这本辅助工具。根据老师要求，本次任务分组化，责任到个人。我们班整体分为五大组，每组负责整理一章习题，每个人的任务由组长具体分配，一个人大概分1~2道题，每个人任务虽然不算多，但也给同学们提出了要求：1.写清题号，抄题，画图（用CAD或word画）。2.题解详略得当，老师要求的步骤必须写上。3.遇到一题多解，要尽量写出多种方法。本习题集贯穿全书，为大家展示了控制理论的基础、性质和控制一个动态系统的四个基本步骤，即建模、系统辨识、信号处理、综合控制输入。我们紧贴原课本，强调运用统一、联系的方法分析处理每一道题，将各章节的知识点都有机地整合在一起，力争做到了对控制理论概念阐述明确，给每道题的解析赋予了较强的物理概念及工程背景。在课后题中出现的本章节重难点部分，我们加上了必要的文字和图例说明，让读者感觉每一题都思路清晰，简单明了，由于我们给习题配以多种解法，更有助于发散大家的思维，做到举一反三！

这本书是由11级自动化二班《现代控制理论》授课老师王整风教授全程监管，魏琳琳同学负责分组和发布任务书，由五个小组组组长李卓钰、程俊辉、林玉松、王亚楠、张宝峰负责自己章节的初步审核，然后汇总到胡玉皓同学那里，并由他做最后的总审核工作，绪论是段培龙同学和付博同学共同编写的。本书耗时两周，在同学的共同努力下完成，是二班大家庭里又一份智慧和努力的结晶，望大家能够合理使用，如发现错误请及时通知，欢迎大家的批评指正！ 2014年6月2日

经典控制理论和现代控制理论的区别和联系

1.经典控制理论和现代控制理论的区别和联系区别：（1）研究对象方面：经典控制系统一般局限于单输入单输出，线性定常系统。严格的说，理想的线性系统在实际中并不存在。实际的物理系统，由于组成系统的非线性元件的存在，可以说都是非线性系统。但是，在系统非线性不严重的情况时，某些条件下可以近似成线性。所以，实际中很多的系统都能用经典控制系统来研究。所以，经典控制理论在系统的分析研究中发挥着巨大的作用。现代控制理论相对于经典控制理论，应用的范围更广。现代控制理论不仅适用于单输入单输出系统，还可以研究多输入多输出系统；不仅可以分析线性系统，还可以分析非线性系统；不仅可以分析定常系统，还可以分析时变系统。（2）数学建模方面：微分方程（适用于连续系统）和差分方程（适用于离散系统）是描述和分析控制系统的基本方法。然而，求解高阶和复杂的微分和差分方程较为繁琐，甚至难以求出具体的系统表达式。所以，通过其它的数学模型来描述系统。经典控制理论是频域的方法，主要以根轨迹法和频域分析法为主要的分析、设计工具。因此，经典控制理论是以传递函数（零初始状态下，输出与输入Laplace变换之比）为数学模型。传递函数适用于单输入单输出线性定常系统，能方便的处理这一类系统频率法或瞬态响应的分析和设计。然而对于多信号、非线性和时变系统，传递函数这种数学模型就无能为力了。传递函数只能反应系统的外部特性，即输入与输出的关系，而不能反应系统内部的动态变化特性。现代控制理论则主要状态空间为描述系统的模型。状态空间模型是用一阶微分方程组来描述系统的方法，能够反应出系统内部的独立变量的变化关系，是对系统的一种完全描述。状态空间描述法不仅可以描述单输入单输出线性定常系统，还可以描述多输入多输出的非线性时变系统。另外状态空间分析法还可以用计算机分析系统。（3）应用领域方面：由于经典控制理论发展的比较早，相对而言理论比较成熟，并且生产生活中很多过程都可近似看为线性定常系统，所以经典控制理论应用的比较广泛。现代控制理论是在经典控制理论基础上发展而来的，对于研究复杂系统较为方便。并且现代控制理论可以借助计算机分析和设计系统，所以有其独特的优越性。联系：（1）虽然现代控制理论的适用范围更多，但并不能定性的说现代控制理论更优于经典控制理论。我们要根据具体研究对象，选择合适的理论进行分析，这样才能是分析的更简便，工作量较小（2）两种控制理论在工业生产、环境保护、航空航天等领域发挥着巨大的作用。（3）两种理论有其各自的特点，所以在对系统进行分析与设计时，要根据系统的特征选取

心理同等学力重要理论整理

整理各理论学派在不同教材中涉及到的内容第一部分生理心理学一、要研究的主要问题： 1、脑功能的定位，即不同的心理功能是由哪些闹区来完成的，它们之间关系是什么。 2、心理免疫学，即认得思想和情感与身体健康的关系。 3、遗传在行为中的作用等。二、研究方法：临床方法、局部切除法、电刺激、生物化学方法等。三、性别角色发展理论社会生物学理论认为，两性间的发育和荷尔蒙的差异在儿童性别化中起决定性作用。他们认为儿童的许多性别行为是天生的，儿童天生的性别差异决定了父母及其他社会成员对他们的教养方式和态度。四、亲社会行为与攻击行为社会生物学理论用“族内适应性”来解释利他行为的进化。生态学理论认为，人具有攻击本能，这种本能来自于祖先，因为只有通过搏斗才能保护领地、争夺到食源、维护等级秩序等，攻击性本能具有生存和发展的价值。第二部分行为主义一、开端产生于20世纪20年代代表人物：巴甫洛夫、华生、斯金纳、班杜拉创始人：华生（1878—1958）主要关心环境对人的行为的作用，而不关心有机体的内在过程和机制. 突出特点：强调现实和客观研究。主要探索的问题：在什么条件下某种行为能发生，不同刺激对行为可能有什么作用，行为的结果又怎样影响随后的行为。稳定的行为方式：条件反射和期望的结果。二、巴甫洛夫言语的获得是条件反射的建立，而强化在这过程中起到非常重要的作用。狗的消化腺分泌反应实验条件反射是指条件刺激与无条件刺激多次重复呈献给有机体后，在单独呈现

条件刺激的情况下，也能引起有机体做出原来只能由无条件刺激才能引起的反应。学习过程就是对条件刺激产生泛化、分化和消退的过程。三、华生的理论（条件反射） 1、发展心理学理论人的心理本质是行为，人的各种心理现象只是行为的组成因素，人的发展完全由外界环境决定。他提出刺激（S）——反应（R）公示来描述人的行为。否认遗传的作用。行为上的反应由刺激所引起，刺激来自于客观世界而不是来自于遗传。夸大环境和教育的作用。认为环境和教育是行为发展的唯一条件。认为个体在幼儿时期训练上的差异足以说明后来行为上的差异。提出教育万能论或环境决定论。 2、提出学习理论：条件反射是通过学习所获得的行为单元，学习的决定条件是外部刺激，而外部刺激是可以控制的，不论多么复杂的行为，都可以通过控制外部刺激而形成。应用条件反射法研究儿童情绪的发生和发展。（小阿尔伯特实验）反对桑代克的效果律，主张用频因率和效果律来解释学习。频因率：在其他条件相等的情况下，某种行为练习得越多，习惯行程就越迅速，练习的次数在习惯行程中起着重要作用。近因律：当反应频繁发生时，最新近的反应比较早的反应更容易得到加强。四、斯金纳的理论（操作性条件反射）斯金纳（1904—1990）经典实验：老鼠按杠杆得到食丸 1、强调对行为的强化强化作用是塑造行为的基础。行为是伴随着对它的强化而发展的。 2、将行为主义理论应用于实践育婴箱：（斯金纳第一个孩子）金可鞥避免外界的不良刺激，创造一个适宜儿童生长的环境，养育身心健康的儿童。（小说：理想国）行为矫正：消退原理在儿童攻击性行为和自伤行为的矫正和控制中起到积极作用。辅助教学机：要求学生学习的内容逐一呈现给学生，学生练习以后，很快宣告结果，无论对错，学生很快能得到反馈，加学生的学习热情和参与意识。 3、言语

从控制理论看青少年犯罪的原因

从控制理论看青少年犯罪的原因［作者：刘应君秦国文转贴自：湖南社会学网点击数：3378 更新时间：2007-8-23 文章录入：admin ］青少年犯罪在我国的司法统计上是指14岁至18岁未成年人犯罪和18岁以上至25岁青年人犯罪。但在我国犯罪社会学领域，大多采用了与之不同的年龄标准，将年龄界定在12—25岁之间。[1]从70年代后期开始，年轻的男女工人突然获得了一种自主的社会生活，不再受家庭和工作单位的监督。[2]所以改革开放以来，随着经济的发展和社会的进步，青少年的成长条件和成长环境在不断得到改善的同时，也面临着一部分青少年误入歧途、违法犯罪的严峻现实。据有关资料表明，在新中国成立到“文革”以前，青少年犯罪问题并不突出。但“文革”以来，青少年的犯罪呈现不断上升趋势，且居高不下。据有关资料统计，青少年犯罪在全部刑事案件中所占比例：1991年为63.7%,1992年为61.1%,1993年为60.4%,1994年为58.3%,1995年为55.2%,1996年为51.1%,1997年为49.3%,1998年为47.4%。[3] 近年来，25岁以下的作案人员已经占到全部刑案人员的70%。如果以年龄为变量，以占全部犯罪的比率为自变量，做一频次分布图，就可得到一个正向偏态图形。所以，青少年犯罪已经成为转型期刑事犯罪活动中的热点问题。近年来，我国青少年犯罪还呈现出犯罪性质暴力化、犯罪成员群体化、犯罪类型多样化、犯罪区域异地化、犯罪年龄低龄化、犯罪手段职能化的特点。这已经严重危及到社会秩序与社会稳定，而且有蔓延的趋势。因此，青少年一直是中国社会最为引人注目的社会角色和群体，青少年犯罪问题成为了理论工作者、政府决策部门以及全社会关注的焦点。虽然对转型期我国青少年犯罪原因的研究汗牛充栋，但是大多缺乏广泛性、全面性和系统性，对预防和控制青少年犯罪真正具有指导意义和操作性强的却不太多见。控制理论（social control theories）历来是解释青少年犯罪行为产生原因的重要范式。正如帕森斯所言：“秩序问题的解决只有通过规范的控制才能实现。”[4]控制理论基本理论假设就是，驱使社会成员（包括个体、群体和组织）进行犯罪行为的动机，是每个社会成员人性的一部分，每个社会成员都是社会潜在的犯罪人；如果社会成员恣意放纵自己的欲望，就会必然走向犯罪；人们之所以犯罪，是由于抑制或控制其不犯罪的资源力量薄弱造成。在众多的犯罪社会学理论流派中，社会控制理论的发展与青少年犯罪问题的研究相伴相随，尝试对控制理论关于青少年犯罪原因理论的整合对预防和控制青少年这一特殊社会群体的犯罪类型具有十分重要的理论价值和实践意义。控制理论关于青少年犯罪原因的探究由来已久。因此在这里有必要对控制理论关于青少年犯罪原因研究做一个简要回顾。一、“控制理论”的简要回顾在20世纪，特别是20世纪30年代到60年代，随着犯罪问题的凸显，在世界上特别是美国涌现了大量从事犯罪社会学研究的学者和理论流派。那么，怎样对这些人物和流派加以归类并归入控制理论范畴就成为一件十分困难的事情。一些中外学者对此纷纷展开研究。

自动控制原理知识点汇总

自动控制原理总结第一章绪论技术术语 1. 被控对象:是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。 2. 被控量：表征被控对象工作状态的物理参量(或状态参量)，如转速、压力、温度、电压、位移等。 3. 控制器：又称调节器、控制装置，由控制元件组成，它接受指令信号，输出控制作用信号于被控对象。 4. 给定值或指令信号r(t)：要求控制系统按一定规律变化的信号，是系统的输入信号。 5. 干扰信号n(t)：又称扰动值，是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。 6. 反馈信号b(t)：是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。 7. 偏差信号e(t)：是指给定值和被控量的差值，或指令信号和反馈信号的差值。闭环控制的主要优点：控制精度高，抗干扰能力强。缺点：使用的元件多，线路复杂，系统的分析和设计都比较麻烦。对控制系统的性能要求 :稳定性快速性准确性稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能。准确性是衡量系统稳态精度的指标，反映了动态过程后期的性能。第二章控制系统的数学模型拉氏变换的定义: -0 ()()e d st F s f t t +∞ = ? 几种典型函数的拉氏变换

1.单位阶跃函数1(t) 2.单位斜坡函数 3.等加速函数 4.指数函数e -at 5.正弦函数sin ωt 6.余弦函数cos ωt 7.单位脉冲函数(δ函数) 拉氏变换的基本法则 1.线性法则 2.微分法则 3.积分法则 1()d ()f t t F s s ??=???L 4.终值定理 ()lim ()lim () t s e e t sE s →∞ →∞== 5.位移定理 00()e () s f t F s ττ--=????L e ()() at f t F s a ??=-??L 传递函数：线性定常系统在零初始条件下，输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为系统(或元部件)的传递函数。动态结构图及其等效变换 1.串联变换法则 2.并联变换法则 3.反馈变换法则 4.比较点前移“加倒数”；比较点后移“加本身”。 5.引出点前移“加本身”；引出点后移“加倒数”

22《自动控制理论》(现控部分)考试试题ABC卷(2008级自动化)

2009级自动化《现代控制理论》考试知识点 1、给出一个动态结构图，求状态空间表达式并画出状态变量图（模拟结构图）。 2、给出2个状态空间表达式，求两者串联后的状态空间表达式。 3、对于齐次状态方程，给出两个初始时刻的解，求状态转移矩阵和系统矩阵。 4、给出状态空间表达式，对其近似离散化并分析前后的能控性。 5、给出1个微分方程，求其能控标准Ⅰ型和能观标准Ⅱ型状态空间表达式。 6、确定一个非线性系统是否大范围渐近稳定。 2008级自动化《现代控制理论》考试试题 A 卷1、试求图示系统的状态空间表达式。 (7分 ) 2、已知，求系统矩阵A 。，，求系统矩阵A 。 (6分) 3、判定系统21011x ?? =??--?? x x 平衡状态是否大范围渐近稳定。 (7分) 4、试对系统1001 11[0 1]u y ????=? ???????= x x +x ， ①判定状态的能控性和能观性。(4分) ②设计状态反馈控制器使其闭环极点为-1+j ，-1-j 。(6分) (共10分) B 卷1、试求方程为，系统的状态空间表达式。 (7分) 2、已知，求系统矩阵A 。(6分) 3、试求系统112122 2 11212x x x x x x x x x =--+??=-+-? 的平衡状态并分析其稳定性。 (7分) 112221y y y u u y y y u ++=+??++=? 22222322()222354t t t t t t t t t t t te e te e e Φt te e e te e e ?? -++-=?? --++-?? ()cost sint Φt -sint cost ??=????

管理学复习题参考答案.

管理学复习题参考答案一、解释并比较下列各组概念 1.管理与绩效管理：是社会组织中，为了实现预期的目的，以人为中心进行的协调活动。绩效：即业绩和效益,是对组织产出及努力目标的综合概括。（绩效是组织完成目标的能力和获取资源的能力）追求最大的组织绩效，是管理的目的所在，管理的基本任务就在于通过制订和实施组织的目标，取得良好的绩效；管理工作的结果集中体现在组织的绩效方面。 2.系统、要素与环境系统是为完成一个共同目标的各相关的运作部分的集合。要素是系统内部起重要作用的因素或构件。环境是系统边界外的所有方面。系统由要素构成，但要素的组合结构不同，系统的功能也不同；任何系统都生存于其环境之中，与环境发生能量、物质、信息等要素的交流，系统与环境间是双向的影响关系。 3.经济学与管理学经济学是以生产关系的合理组织为主要对象，研究资源的优化配置和使用的一般性学科。管理学是以生产力的合理组织为主要对象，研究各种管理工作中普遍适用的原理和方法的学科。管理学是在吸收和融合了许多学科、知识的基础上形成的交叉学科，经济学在预测和决策方面对管理工作做出了重大的贡献，并给管理提供了许多有用的概念和工具；管理学的发展则推进了经济学在社会生活中的广泛应用。 4.管理过程与管理结构管理过程是组织制订和实施目标时经过的各个阶段，包括目标设定、计划、资源配备、组织、实施和控制六个在时间上不断继起、在空间上同时并存的方面。管理结构，也就是组织结构，是指把工作进行精确分工，然后在分工基础上进行协作以完成工作目标的种种途径。在社会经济领域，组织是由人所构造的，先有活动过程和管理过程，然后才有管理结构，管理结构的建立和调整需要顺应管理过程的要求；但是一旦建立了组织结构，它将对管理过程的实施及组织的绩效产生很大的，甚至是决定性的影响。

开放大学社会学概论记分作业三

一、单选题 1、现代社会中，（）已经成了一种最稀缺、最重要的社会资本。 A.职业 B.权力 C.收入 D.声望 2、社会学家首先关注的是（）对于越轨行为的影响。 A.生物因素 B.个体的内心因素 C.社会结构 D.自然环境 3、当代社会分层的首要标准是（） A.职业 B.教育 C.收入 D.权力 4、在所有的越轨行为中，对社会的危害最为严重是（）。 A.违俗行为 B.违纪行为 C.违警行为 D.犯罪行为 5、重点研究越轨行为产生过程的理论是（）。

A.社会失范理论 B.社会冲突理论 C.随异交往理论 D.社会标签理论 6、表现一个国家和地区的财富分配状况的是（）。 A.恩格尔系数 B.基尼系数 C.不平等指数 D.社会综合地位量表 7、在默顿的失范理论中，拒绝社会认可的目标和手段，而代之以新的与他人协调的目标和手段，这种适应方式被称为（） A.革新 B.反叛 C.形式主义 D.退缩主义 8、下列不属于社会分层主要研究方法的是（） A.主观法 B.客观法 C.声誉法 D.权力法 9、世界环境日是每年的（）

A.6月5日 B.8月15日 C.9月11日 D.12月9日 10、当收入不足以支持人的基本生存所需要的营养时，即是：（） A.绝对贫困 B.相对贫困 C.物质贫困 D.精神贫困 11、下列手段中属于制度化的社会控制的是（）。 A.习俗控制 B.宗教控制 C.道德控制 D.社会舆论监督 12、在默顿的失范理论中，既拒绝社会认可的目标，也拒绝社会认可的手段，这种适应方式被称为（） A.形式主义 B.退却主义 C.反叛 D.革新 13、下列手段中属于积极的社会控制是（）。 A.指责

自动控制理论知识点汇总

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第二章控制系统的数学模型复习指南与要点解析要求：根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数（方法不同，但同一系统两者结果必须相同）一、控制系统3种模型，即时域模型----微分方程；※复域模型——传递函数；频域模型——频率特性。其中重点为传递函数。在传递函数中，需要理解传递函数定义（线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比）和性质。零初始条件下：如要求传递函数需拉氏变换，这句话必须的。二、※※※结构图的等效变换和简化--- 实际上，也就是消去中间变量求取系统总传递函数的过程。 1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致（P45） 2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。其中： ※引出点前移在移动支路中乘以()G s 。（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可）引出点后移在移动支路中乘以1/()G s 。相加点前移在移动支路中乘以1/()G s 。相加点后移在移动支路中乘以()G s 。 [注]：乘以或者除以()G s ，()G s 到底在系统中指什么，关键看引出点或者相加点在谁的前后移动。在谁的前后移动，()G s 就是谁。 1. 考试范围：第二章~第六章+第八章大纲中要求的重点内容注：第一章自动控制的一般概念不考，但其内容都为后续章节服务。特别是作为自动化专业的学生应该知道：开环和闭环控制系统的原理和区别 2. 题型安排与分数设置： 1）选择题 ---20分（共10小题，每小题2分） 2）填空题 ---20分注：选择题、填空题重点考核对基础理论、基本概念以及常识性的小知识点的掌握程度--- 对应上课时老师反复强调的那些内容。如线性系统稳定的充分必要条件、什么影响系统稳态误差等。 3）计算题---60分注：计算题重点考核对2-6章重点内容的掌握程度---对应上课时老师和大家利用大量例题反复练习的那部分。如根轨迹绘制和分析以及基于频率法的串联校正等。

现代控制理论知识点汇总

第一章控制系统的状态空间表达式１．状态空间表达式 n 阶 Du Cx y Bu Ax x +=+= 1:?r u 1:?m y n n A ?: r n B ?: n m C ?:r m D ?: A 称为系统矩阵，描述系统内部状态之间的联系；Ｂ为输入（或控制）矩阵，表示输入对每个状态变量的作用情况；C 输出矩阵，表示输出与每个状态变量间的组成关系，Ｄ直接传递矩阵，表示输入对输出的直接传递关系。２．状态空间描述的特点 ①考虑了“输入－状态－输出”这一过程，它揭示了问题的本质，即输入引起了状态的变化，而状态决定了输出。 ②状态方程和输出方程都是运动方程。 ③状态变量个数等于系统包含的独立贮能元件的个数，n 阶系统有n 个状态变量可以选择。 ④状态变量的选择不唯一。 ⑤从便于控制系统的构成来说，把状态变量选为可测量或可观察的量更为合适。 ⑥建立状态空间描述的步骤：a 选择状态变量；b 列写微分方程并化为状态变量的一阶微分方程组；c 将一阶微分方程组化为向量矩阵形式，即为状态空间描述。 ⑦状态空间分析法是时域内的一种矩阵运算方法，特别适合于用计算机计算。３．模拟结构图（积分器加法器比例器）已知状态空间描述，绘制模拟结构图的步骤：积分器的数目应等于状态变量数，将他们画在适当的位置，每个积分器的输出表示相应的某个状态变量，然后根据状态空间表达式画出相应的加法器和比例器，最后用箭头将这些元件连接起来。４．状态空间表达式的建立 ① 由系统框图建立状态空间表达式：a 将各个环节（放大、积分、惯性等）变成相应的模拟结构图；b 每个积分器的输出选作i x ，输入则为i x ；c 由模拟图写出状态方程和输出方程。 ② 由系统的机理出发建立状态空间表达式：如电路系统。通常选电容上的电压和电感上的电流作为状态变量。利用KVL 和KCL 列微分方程，整理。 ③由描述系统的输入输出动态方程式（微分方程）或传递函数，建立系统的状态空间表达式，即实现问题。实现是非唯一的。方法：微分方程→系统函数→模拟结构图→状态空间表达式。熟练使用梅森公式。注意：a 如果系统函数分子幂次等于分母幂次，首先化成真分式形式，然后再继续其他工作。 b 模拟结构图的等效。如前馈点等效移到综合反馈点之前。p28 c 对多输入多输出微分方程的实现，也可以先画出模拟结构图。 5．状态矢量的线性变换。也说明了状态空间表达的非唯一性。不改变系统的特征值。特征多项式的系数也是系统的不变量。特征矢量i p 的求解：也就是求0)(=-x A I i λ的非零解。状态空间表达式变换为约旦标准型（Ａ为任意矩阵）：主要是要先求出变换矩阵。a 互异根时，各特征矢量按列排。b 有重根时，设３阶系统，1λ＝2λ，3λ为单根，对特征矢量1p ，3p 求法与前面相同， 2p 称作1λ的广义特征矢量，应满足121)(p p A I -=-λ。系统的并联实现：特征根互异；有重根。方法：系统函数→部分分式展开→模拟结构图→状态空间表达式。 6．由状态空间表达式求传递函数阵)(s W D B A sI C s W ++-=-1)()( r m ?的矩阵函数［ij W ］ ij W 表示第j 个输入对第i 个输出的传递关系。状态空间表达式不唯一，但系统的传递函数阵)(s W 是不变的。

重复控制理论基础知识

重复控制理论 2.1 重复控制的基本思想重复控制是基于内模原理的一种控制思想。所谓“内模”，是指在稳定的闭环控制系统中包含外部输入信号的数学模型。下面是内模原理的具体描述：对于一个控制系统而言，如果控制其的反馈来自被调节的信号，且在反馈回路中包含相同的被控外部信号动态模型，那么整个系统是结构稳定的。内模原理的本质是把系统外部信号的动力学模型植入控制器以构成高精度的反馈控制系统。这样的系统能够无静差的跟踪输入信号。对于所有的无静差系统，都存在这样的问题，即当输入信号趋于0时，如何保证继续输出适当的控制信号，以维持合适的控制作用。此时虽然给定信号和反馈信号依然存在，但误差信号为0，系统信号通道已经断开，输出与输入无关，这就要求控制器中必须包含能够反映外部指令或干扰的模型，该模型能持续不断地输出相应的控制信号。从这个角度来说，内模的作用类似于一个信号发生器，可以不依赖外部变量给出的控制信号。由控制理论知道，含有积分环节的闭环控制系统可以无静差的跟踪阶跃信号，而且可以完全抵消作用在积分环节之后的阶跃型干扰。可从内模原理的角度对此作出解释，阶跃信号的数学模型为1/s，而闭环系统中的积分环节也是1/s，系统包含了外部信号的数学模型，从而获得来无静差的跟踪给定信号的能力，可以将积分控制理解为内模原理的一个典型应用。当内模中的数学模型描述的是周期性的信号时，那么闭环控制系统就能够无

静差地跟踪周期信号。如果系统的给定信号或扰动为单一频率的正弦信号，那么只要在控制器内植入与指令同频的正弦信号模型)(=s G 统的无静差跟踪。如果外部信号包含其它频率成分，这种情况下，若要实现无静差，只能针对每一种频率的信号设置一个内模，如果频率成分较复杂，那么内模数量就会很大，从应用角度而言不太合理，工程上也不易实现。而这种情况在实际系统中经常出现，例如机械手在进行重复性动作时，它所受到的干扰信号并非单一频率的正弦信号，频谱比较复杂，形式为指令信号的倍数关系；负载为整流器的逆变电源的干扰信号除了基波频率外，还包含谐波成分。对于这样的系统，若采用传统的内模控制会使控制器结构异常复杂。为此需要寻找一种新的内模形式来描述此种类型的外部信号。分析可知，上面所述两种情况的干扰信号具有两个特点：首先是可重复性，即周期性。其次是指令信号的谐波形式。因此扰动信号在每个基波周期都以完全相同的波形出现。对于这样的信号，可采用如下形式的内模：为给定信号的周期。这是一个周期延时正反馈环节，不管什么形式的信号，只要重复出现，而且频率是基波的倍数，那么该内模的输出就是对输入信号的逐周期累加。当输入信号衰减为0，该内模依然会不断的逐周期输出与上周期相同的信号，相当于任意信号发生器。它的作用类似于积分环节，区别仅在于它是逐周期的累加，因此这样的内模能够满足要求。采用这种特殊形式内模的闭环控制系统称之为重复控制系统。由于上式中的存延时环节Ls e -难以用模拟器件实现，因而在应用中重复控制都是以离散的数字形式实现。重复控制器内模的离散形式为 G 2-1。

(完整版)自动控制原理知识点总结

@~@ 自动控制原理知识点总结第一章 1.什么是自动控制？（填空）自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。 2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）开环控制和闭环控制 3.开环控制和闭环控制的概念？开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。掌握典型闭环控制系统的结构。开环控制和闭环控制各自的优缺点？（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。） 4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的 e来表征的（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值 ss 第二章 1.控制系统的数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性 2.了解微分方程的建立？（1）、确定系统的输入变量和输入变量（2）、建立初始微分方程组。即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量，将式子标准化。将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边 3.传递函数定义和性质？认真理解。（填空或选择）

现代控制理论知识点归纳

第一章 1、输入-输出描述:通过建立系统输入输出间的数学关系来描述系统特性。含：传递函数、微分方程（ 2、状态空间描述通过建立状态（能够完善描述系统行为的内部变量）和系统输入输出间的数学关系来描述系统行为。 3、limg ij (s)=c,真有理分式c ≠0的常数，严格真有理分式c=0，非真有理分式c=∞ 4、输入输出描述局限性：a 、非零初始条件无法使用，b 、不能揭示全部内部行为。 5、状态变量的选取：a 、n 个线性无关的量，b 、不唯一，c 、输出量可作状态变量，d 、输入量不允许做状态变量，e 、有时不可测量，f 、必须是时间域的。 6、求状态空间描述的传递函数矩阵：G(s)=C(sI-A)-1B+D 7、输入-输出描述——>状态空间描述（中间变量法） 8、化对角规范形的条件：系统矩阵A 的n 个特征值λ1，λ2，…, λn 两两互异，或当系统矩阵A 的n 个特征向量线性无关。 9、*x =Ax+Bu * x =A x +B u A =P -1AP B =P -1B *x =P -1* x x =P -1x u =u 10、代数重数σi ：同为λi 的特征值的个数，也为所有属于 λi 的约当小块的阶数之和。几何重数αi ：λi 对应的约当小块个数，也是λi 对应线性相关特征向量个数。 11、组合系统状态空间描述： a 、并联：]*1111*222211212200[]x x B A u A x B x x y C C D D u x ????????????=+????????????????????????=++??????? ，1()()N i i G s G s ==∑ b 、串联：]()*1111*221221212122120x A x B u A B C x B D x x y D C C D D u x ????????????=+????????????????????????=+??????? ，11()()()...()N N G s G s G s G s -= c 、反馈：1121()()[()()]G s G s I G s G s -=+ 第二章 1、求e At :a 、化对角线线规范形法，b 、拉普拉斯法 2、由 *x =Ax+Bu y=Cx+Du 求 x(t)=e At x 0+∫e A(t- τ)Bu(τ) d τ,(t ≥0) 第三章 1、能控性：如果存在一个不受约束的控制作用u(t)在有限时间间隔t0-tf 内，能使系统从任意初

【自动控制原理经典考试题目整理】第三章-第四章

自动控制原理经典考试题目整理第三章-第四章第三章时域分析法一、自测题 1．线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的______________和系统的特性，与输入信号施加的时间无关。 2．一阶系统1/（TS+1）的单位阶跃响应为。 3．二阶系统两个重要参数是，系统的输出响应特性完全由这两个参数来描述。4．二阶系统的主要指标有超调量MP%、调节时间ts和稳态输出C(∞)，其中MP%和ts是系统的指标，C(∞)是系统的指标。 5．在单位斜坡输入信号的作用下，0型系统的稳态误差ess=__________。 6．时域动态指标主要有上升时间、峰值时间、最大超调量和__________。 7．线性系统稳定性是系统__________特性，与系统的__________无关。 8．时域性能指标中所定义的最大超调量Mp的数学表达式是__________。 9．系统输出响应的稳态值与___________之间的偏差称为稳态误差ess。 10．二阶系统的阻尼比ξ在______范围时，响应曲线为非周期过程。 11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess=______。 12．响应曲线达到超调量的________所需的时间，称为峰值时间tp。 13．在单位斜坡输入信号作用下，I型系统的稳态误差ess=__________。 14．二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数_____________。15．引入附加零点，可以改善系统的_____________性能。 16．如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数，则闭环系统的稳态精度将提高，相对稳定性将________________。 17．为了便于求解和研究控制系统的输出响应，输入信号一般采用__________输入信号。

论社会舆论的社会控制功能

论社会舆论的社会控制功能摘要本文从社会舆论的定义出发，阐述了社会舆论的发展，从个角度展示社会舆论的意义、作用、影响。最后解释为什么要实现社会控制以及如何实现社会控制。关键词：社会舆论控制

目录 1前言 (1) 2社会舆论的重要性 (1) 2.1社会舆论产生的必然性 (1) 2.2社会舆论的作用及深远影响 (1) 3社会舆论如何实现社会控制 (2) 3.1社会舆论的现状 (2) 3.2如何实现社会控制 (2) 参考文献 (5)

1前言 1901年，美国的社会学家罗斯在他出版的《社会控制》中正式提出“社会控制”这个概念。他认为我们大多数人天生具有对秩序的某种适应品质”，“在良好的环境中，同情心、友善、正义感和怨恨能够靠它们自身产生出一个纯粹的自然秩序，亦即一个没有人工设计和作用的秩序。”在简单的前现代社会中“自然秩序”都能产生，然而随着经济科技知识的发展，现代社会的结构越来越复杂，必须通过运用各种各样的社会控制手段来维持“自然秩序”来确保社会的繁荣与稳定。社会舆论作为社会控制手段中极为重要的一部分，是指多数人对社会生活中有争议的事件发表的有一定倾向的议论、意见及看法，简称舆论。社会舆论是隐藏在人们思想深处的共同倾向，对社会成员的价值取向和行为方式产生很大的影响。社会舆论的社会控制作用机制是通过广为传播的舆论，造成一种社会氛围，处在这种氛围中的社会成员自觉或不自觉地服从舆论的导向与制约。其具体作用方式是带有价值判断的社会评价，对某种具体的价值观或行为方式进行褒扬或赞赏，或进行批判、谴责。社会舆论可以是社会公众自发形成的，也可以是由政府部门或让某一社会团体、社会组织，有意识、有目的地通过大众传播媒介广为宣传而形成的。 2社会舆论的重要性 2.1社会舆论产生的必然性中国正处于社会转型期，经济成分、组织形式、物质利益、就业方式日益多样化，思想的独立性、选择性、多变性、差异性明显增强。市场经济活动的弱点及其带来的消极影响，容易诱发拜金主义、享乐主义、利己主义，导致价值观的扭曲。人民内部矛盾的内容和形式也出现了许多新的情况，物质利益矛盾更加突出。因此，在新闻宣传工作中始终坚持正确的舆论导向，坚守正确的价值观和道德观，积极营造有利于社会主义核心价值体系的健康氛围，成为新闻宣传工作者必须履行的责任，也是时代赋予新闻工作者的神圣使命。 2.2社会舆论的作用及深远影响舆论引导工作关系国家安全和社会稳定，关系党和人民事业的兴衰成败。胡锦涛总书记指出：“我们的新闻媒体是党和人民的喉舌，一定要坚持新闻工作的党性原则，坚持团结稳定鼓劲，正面宣传的方针，牢牢把握正确的舆论导向，努力营造昂扬向上、

现代控制理论

1、什么是对偶系统，从传递函数矩阵，特征多项式和能控、能观性说明互为对偶的两个系统之间的关系。答：定义：如果两个系统满足A2=A1T，B2=C1T,C2=B1T，则称这两个系统互为对偶函数。互为对偶系统传递函数矩阵互为转置特征多项式相同，一个函数的能控性等价于另一个函数的能观性。 2、什么是状态观测器？简述构造状态观测器的原则。答：系统的状态不易检测，以原系统的输入和输出为输入量构造，一动态系统，使其输出渐近于原系统状态，此动态系统为原系统的状态观测器。原则：（1）观测器应以原系统的输入和输出为输入量；（2）原系统完全能观或不能观于系统是渐近稳定的；（3）观测器的输出状态应以足够快速度超近于原系统状态；（4）有尽可能低的维数，以便于物理实现。 3、说明应用李氏第二法判断非线性系统稳定性基本思想和方法步骤和局限性。答：基本思想：从能量观点分析平衡状态的稳定性。（1）如果系统受扰后，其运动总是伴随能量的减少，当达到平衡状态时，能量达到最小值，则此平衡状态渐近稳定：（2）如果系统不断从外界吸收能量，储能越来越大，那么这个平衡状态就是不稳定的：（3）如果系统的储能既不增加也不消耗，那么这个平衡状态时李亚普诺夫意义下的稳定。方法步骤：定义一个正定的标量函数V（x）作为虚构的广义能量函数，然后根据V（x）=dV（x）/dt的符号特征来判别系统的稳定性。局限性：李雅普诺夫函数V(x)的选取需要一定的经验和技巧。 4、举例说明系统状态稳定和输出稳定的关系。答：关系：（1）状态稳定一定输出稳定，但输出稳定不一定状态稳定；（2）系统状态完全能观且能控=状态稳定与输出稳定等价。举例： A的特征值 =-1 =1 所以状态不是渐进稳点的，W(s)的极点S=-1，所以输出稳点。 5、什么是实现问题？什么是最小实现？说明实现存在的条件。答：（1）由系统的运动方程或传递函数建立SS表达式的问题叫做实现问题；（2）维数最小的实现方式时最小实现；（3）存在条件是m小于等于n。 6、从反馈属性、功能和工程实现说明状态反馈和输出反馈的优缺点。答：（1）状态反馈为全属性反馈，输出反馈为部分信息反馈；（2）状态反馈在功能上优于输出反馈；（3）从工程上讲输出反馈优于状态反馈。 7、说明李氏第一法判断稳定性的基本思想和局限性。答：（1）基本思想：将状态方程在平衡状态附近进行小偏差线性化，由系统矩阵的特征值判断系统稳定性。（2）局限性：对非线性系统，只能得出局部稳定性；系统虚轴上有特征值时不能判断稳定性。 8、简述线性时不变系统能控性定义，并说出两种判断能控性的方法。答：（1）定义：如果存在一个分段连续的输入U(t)，能在有限时间区间{t0,tf}内，使系统由某一初始化状态x(t0)，转移到指定的任一终端状态x(tf)，则此状态是能控的。若系统所有状态都是能控的，则完全能控，否则不完全能控。（2）方法：约旦标准型判据，秩判据。 9、说明系统传递函数零、极点对消与系统能控能观性关系。

-自动控制原理知识点汇总

自动控制原理知识点总结第一章 1.什么是自动控制？（填空）自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。 2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）开环控制和闭环控制 3.开环控制和闭环控制的概念？开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。掌握典型闭环控制系统的结构。开环控制和闭环控制各自的优缺点？（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。） 4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的 e来表征的（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值 ss 第二章 1.控制系统的数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性 2.了解微分方程的建立？（1）、确定系统的输入变量和输入变量（2）、建立初始微分方程组。即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量，将式子标准化。将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边 3.传递函数定义和性质？认真理解。（填空或选择）传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变

《现代控制理论》.

《现代控制理论》实验指导书俞立徐建明编浙江工业大学信息工程学院 2007年4月

实验1 利用MATLAB 进行传递函数和状态空间模型间的转换 1.1 实验设备 PC 计算机1台（要求P4-1.8G 以上），MATLAB6.X 或MATLAB7.X 软件1套。 1.2 实验目的 1、学习系统状态空间模型的建立方法、了解状态空间模型与传递函数相互转换的方法； 2、通过编程、上机调试，掌握系统状态空间模型与传递函数相互转换的方法。 1.3 实验原理说明设系统的状态空间模型是 x Ax Bu y Cx Du =+?? =+?& (1.1) p y R ∈其中：n x R ∈是系统的状态向量，是控制输入，m u R ∈是测量输出，A 是维状态矩阵、是维输入矩阵、是n n ×m n ×n p ×B D C 维输出矩阵、是直接转移矩阵。系统传递函数和状态空间模型之间的关系如式（1.2）所示。 1()()G s C sI A B D ?=?+ (1.2) 表示状态空间模型和传递函数的MATLAB 函数。函数ss （state space 的首字母）给出了状态空间模型，其一般形式是 SYS = ss(A,B,C,D) 函数tf （transfer function 的首字母）给出了传递函数，其一般形式是 G=tf(num,den) 其中的num 表示传递函数中分子多项式的系数向量（单输入单输出系统），den 表示传递函数中分母多项式的系数向量。函数tf2ss 给出了传递函数的一个状态空间实现，其一般形式是 [A,B,C,D]=tf2ss(num,den) 函数ss2tf 给出了状态空间模型所描述系统的传递函数，其一般形式是 [num,den]=ss2tf(A,B,C,D,iu) 其中对多输入系统，必须确定iu 的值。例如，若系统有三个输入和，则iu 必须是1、2或3，其中1表示，2表示，3表示。该函数的结果是第iu 个输入到所有输出的传递函数。 21,u u 3u 1u 2u 3u 1.4 实验步骤 1、根据所给系统的传递函数或（A 、B 、C 、D ），依据系统的传递函数阵和状态空间模型之间的关系（1.2），采用MATLAB 的相关函数编写m-文件。 2、在MATLAB 界面下调试程序。例1.1 求由以下状态空间模型所表示系统的传递函数， ?? ? ? ? ?????=?????? ?????+???????????????????????=??????????321321321]001[1202505255100010x x x y u x x x x x x &&&