自动控制理论
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电气与新能源学院
2019/12/16
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第一章第一章绪论绪论第二章第二章控制系统的数学模型控制系统的数学模型第三章第三章控制系统的时域分析控制系统的时域分析第四章第四章根轨迹法根轨迹法第五章第五章频率分析法频率分析法第六章第六章控制系统的综合校正控制系统的综合校正第七章第七章pidpid控制与鲁棒控制控制与鲁棒控制第八章第八章离散控制系统离散控制系统第九章第九章状态空间分析法状态空间分析法444电气与新能源学院首页上页下页201920192019121212303030教材及参考书1自动控制理论邹伯敏主编机械出版社2自动控制原理蒋大明著华南理工大学出版社1992年版5自动控制原理梅晓榕主编科学出版社6自动控制理论文锋编著中国电力出版社1998年版555电气与新能源学院首页上页下页201920192019121212303030考核方式
动 统和状态空间分析等。
控
制
具体来说，包括以下几个章节：
理
论 第一章 绪论
第二章 控制系统的数学模型
第三章 控制系统的时域分析
第四章 根轨迹法
第五章 频率分析法
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上页 第六章 控制系统的综合校正
下页 第七章 PID控制与鲁棒控制
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结束 第八章 离散控制系统
第九章 状态空间分析法
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自动控制理论
1.控制：使受控对象按照一定的规律来运动。
2.反馈：就是指将输出信号部分或全部返回输入端，并与输入信号进行比较的过程。
3.控制的本质：“检测偏差，纠正偏差的过程”4.自动控制：指在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数，自动的按照预定的规律运行。
5.一个自动控制系统至少包括测量、变送元件，控制器等组成的自动控制装置和受控对象。
6. 开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响7.系统输出和输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生直接影响，这种系统称为闭环控制系统8.开环控制和闭环控制的比较：开环控制：的一个特点是结构简单、成本低。
然而这类控制系没有纠差能力，比如电动机负载变化时，转速也将变化。
闭环控制：利用反馈来减小偏差。
其优点是精度高，不管什么原因引起被控量偏离给定值时，都会通过反馈作用减小这一偏差。
但缺点是结构较复杂、成本较高。
9.恒值控制系统:控制系统的输入量是一个恒定值，在整个运行过程中不会改变（可定期校准或更改输入量）。
10.随动控制系统:系统的控制量不是常数，而是事先难于确定的随机变化量，要求系统能排除各种干扰因素，控制被控量迅速平稳地复现和跟踪输入信号的变化。
11：程序控制系统：被控量的给定值是一个已知的时间函数，控制的目的是要求被控量按确定的给定值的时间函数来改变12：连续时间系统：指控制系统中的所有信号在时间域为连续的控制系统。
离散时间控制系统。
13．性能要求：:稳定性：一个自动控制系统最基本的要求是系统必须是稳定的，不稳定的控制系统是不能工作的。
快速性：控制过程进行的越快越好，但要顾及误差。
准确性：要求动态误差和稳态误差越小越好。
当与快速性有矛盾时，应兼顾两方面的要求。
14.描述系统输入、输出变量及内部各变量之间相互关系的数学表达式，称为系统数学模型。
描述变量之间关系的代数方程叫静态模型；反映变量各阶导数之间关系的数学模型叫动态数学模型。
自动控制理论
1、什么是自动控制？自动控制就是应用控制装置自动的、有目的地控制或调解机器设备或生产过程，使之按照人们规定的或者是希望的性能指标运行。
2、参数值（给定值输入）：电动机转速就有一定值，故电位器的变化3、自动控制系统：电动机转速变化的测速发电机电压的发至输入端与电位器电压进行比较，两者的差值（又称偏差信号）控制功率放大器（控制器），控制器的输出控制电动机的转速。
4、扰动：当电源变化、负载变化等将引起转速变化，也称受控对象。
5、人工控制系统：当发现电动机转速高于给定值时，马上调节电位器的动点，使电动机的电枢电压减少，降低转速，使之恢复到给定值。
6、开环控制系统：一个系统，如果在其控制器的输入信号中不包括含受控对象输出端的被控量的反馈信号。
7、开环控制系统：一个系统，如果在其控制器的输入信号中包括含受控对象输出端的被控量的反馈信号。
8、多回路反馈控制系统：一个复杂的控制系统（实际生产过程往往是很复杂的，因而构成的控制系统也往往是很复杂的）也可能有多个反馈信号（除被控量的反馈信号外，还有其他的反馈信号），组成多个闭合回路。
9、恒值控制系统：的任务是保持被控量恒定不变，也即是被控量在控制过程结束在一个新的稳定状态时，被控量等于给定值。
（发电机电压控制，电动机转速控制，电力网的频率（周波））10、随动控制系统（随动系统）：他是被控量的给定值随时间任意变化的控制系统，随动控制系统的任务是在各种情况下使被控量跟踪给定值的变化。
（运动目标的自动跟踪、跟踪卫星的雷达天线控制系统，工业控制中的位置控制系统，工业自动化仪表中的现实记录等）11、控制系统的性能要求：稳定性、快速性、准确性12、建立系统微分方程步骤：1. 确定系统输入量(给定量和扰动量) 与输出量(被控制量, 也称系统响应2. 列写系统各部分3. 消去中间变量,求出系统的微分方程 4. 将微分方程整理成标准形式。
13、顺馈控制：按扰动控制的开环控制系统，是利用可测量的扰动量，产生一种补偿作用，以减小或抵消扰动对输出的影响。
自动控制理论
⾃动控制理论第⼀章⾃动控制系统概述1、组成⾃动控制系统的基本元件或装置有哪些？各环节的作⽤？控制系统是由控制对象和控制装置组成，控制装置包括：(1) 给定环节给出与期望的输出相对应的系统输⼊量。
(2) 测量变送环节⽤来检测被控量的实际值，测量变送环节⼀般也称为反馈环节。
(3) ⽐较环节其作⽤是把测量元件检测到的实际输出值与给定环节给出的输⼊值进⾏⽐较，求出它们之间的偏差。
(4) 放⼤变换环节将⽐较微弱的偏差信号加以放⼤，以⾜够的功率来推动执⾏机构或被控对象。
(5) 执⾏环节直接推动被控对象，使其被控量发⽣变化。
常见的执⾏元件有阀门，伺服电动机等。
2、什么是被控对象、被控量、控制量、给定量、⼲扰量？举例说明。
被控对象指需要给以控制的机器、设备或⽣产过程。
被控量指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理量，被控量⼜称输出量、输出信号。
控制量也称操纵量，是⼀种由控制器改变的量值或状态，它将影响被控量的值。
给定值是作⽤于⾃动控制系统的输⼊端并作为控制依据的物理量。
给定值⼜称输⼊信号、输⼊指令、参考输⼊。
除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是⼲扰，⼲扰⼜称扰动。
⽐如⼀个⽔箱液位控制系统，其控制对象为⽔箱，被控量为⽔箱的⽔位，给定量是⽔箱的期望⽔位。
3、⾃动控制系统的控制⽅式有哪些？⾃动控制系统的控制⽅式有开环控制、闭环控制与复合控制。
4、什么是闭环控制、复合控制？与开环控制有什么不同？若系统的输出量不返送到系统的输⼊端（只有输⼊到输出的前向通道），则称这类系统为开环控制系统。
在控制系统中，控制装置对被控对象所施加的控制作⽤，若能取⾃被控量的反馈信息（有输出到输⼊的反馈通道），即根据实际输出来修正控制作⽤，实现对被控对象进⾏控制的任务，这种控制原理被称为反馈控制原理。
复合控制是闭环控制和开环控制相结合的⼀种⽅式，既有前馈通道，⼜有反馈通道。
5、⾃动控制系统的分类（按元件特性分、按输⼊信号的变化规律、按系统传输信号的性质）？按系统输⼊信号的时间特性进⾏分类，可分为恒值控制系统和随动系统。
2024版第2章自动控制理论基础
自动控制应用领域
工业自动化
自动控制技术在工业自动化领域应用 广泛，如自动化生产线、工业机器人、 自动化仓储等。
建模方法包括机理建模和实验建模两种。 机理建模是根据系统的物理或化学原理 建立数学模型，适用于对系统内部机理 有深入了解的情况。实验建模则是通过 系统输入输出数据的测量和分析，建立 系统的数学模型，适用于对系统内部机 理了解不足的情况。
线性系统稳定性分析
稳定性的概念与分类
稳定性分析方法
稳定性是指系统在受到扰动后，能否 恢复到原来的平衡状态或趋近于某个 稳定的平衡状态。根据稳定性的不同 特点，可以将稳定性分为渐近稳定、 指数稳定、有界稳定等。
04
智能家居
自动控制技术在智能家居领域的应用 包括智能照明、智能空调、智能安防 等。
02
自动控制基本原理
反馈控制原理
03
反馈控制定义
通过将被控对象的输出信号与期望信号进 行比较，产生误差信号，再利用误差信号 对被控对象进行控制的方式。
反馈控制特点
具有抑制干扰、减小误差、提高系统稳定 性等优点，但可能产生滞后现象。
稳定性分析方法包括时域分析法、频 域分析法和根轨迹法等。其中，时域 分析法是通过求解系统的微分方程， 分析系统的时间响应来判断稳定性； 频域分析法是通过分析系统的频率响 应特性来判断稳定性；根轨迹法是通 过绘制系统特征方程的根轨迹图来判 断稳定性。
稳定性判据
稳定性判据是用来判断线性系统稳定 性的重要依据，包括劳斯判据、赫尔 维茨判据、奈奎斯特判据等。这些判 据可以通过分析系统的特征方程或频 率响应特性，得出系统稳定的条件。
第一章 自动控制理论概述
第一章 自动控制基本概念
§1-1 §1-2 §1-3 §1-4 引言 自动控制的基本概念 自动控制系统的组成和分类 自动控制系统的基本要求
控制工程基础
第一章 自动控制基本概念
本章重点
1. 自动控制的含义； 自动控制的含义； 反馈和反馈控制的概念、反馈控制的特点； 2. 反馈和反馈控制的概念、反馈控制的特点； 3. 控制系统的组成和分类和特点。 控制系统的组成和分类和特点。
控制工程基础
第一章 自动控制基本概念
• 自动控制技术在工农业生产、国防、航空航天等 各个领域中起着重要的作用！ • 广泛应用于各种工程学科领域，并扩展到生物、医 学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域。 • 独立的学科并与其它学科相互渗透、相互促进。
• 《自动控制理论》是自动控制技术的基础理论，是 一门理论性较强的工程科学。 现代的工程技术人员和科学工作者， 现代的工程技术人员和科学工作者，必须具备 一定的自动控制理论基础知识！ 一定的自动控制理论基础知识！
输入r(t) 输出c(t) 实际 1 2 1 0 t 0 t 控制工程基础 理想的 调节过程
本章难点
1. 深刻理解反馈的概念和思想； 深刻理解反馈的概念和思想； 2. 确定控制系统的被控对象、被控量、给定量 确定控制系统的被控对象、被控量、 等等，绘制方块图， 等等，绘制方块图，分析实际控制系统的基 本原理。 本原理。
控制工程基础
第一章 自动控制基本概念
§1－1 引言 －
以系统论、信息论和控制论为代表的科学方法论； 系统论、信息论和控制论为代表的科学方法论； 为代表的科学方法论 是一门新兴的学科， 是一门新兴的学科，为人类认识世界和改造世界提 供了强有力的武器。 供了强有力的武器。 关于控制论的几种说法 说法一： 控制论”是关于机器的理论。 说法一：“控制论”是关于机器的理论。 说法二： 控制论”是电子计算机和电子学的理论。 说法二：“控制论”是电子计算机和电子学的理论。 说法三： 控制论”是类似于数学的一门学科。 说法三：“控制论”是类似于数学的一门学科。 说法四： 控制论” 说法四：“控制论”是关于动物和机器中控制和通 信的科学。（维纳定义） 。（维纳定义 信的科学。（维纳定义）
自动控制理论
第一章自动控制系统概述1、组成自动控制系统的基本元件或装置有哪些各环节的作用控制系统是由控制对象和控制装置组成，控制装置包括：(1) 给定环节给出与期望的输出相对应的系统输入量。
(2) 测量变送环节用来检测被控量的实际值，测量变送环节一般也称为反馈环节。
(3) 比较环节其作用是把测量元件检测到的实际输出值与给定环节给出的输入值进行比较，求出它们之间的偏差。
(4) 放大变换环节将比较微弱的偏差信号加以放大，以足够的功率来推动执行机构或被控对象。
(5) 执行环节直接推动被控对象，使其被控量发生变化。
常见的执行元件有阀门，伺服电动机等。
2、什么是被控对象、被控量、控制量、给定量、干扰量举例说明。
被控对象指需要给以控制的机器、设备或生产过程。
被控量指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理量，被控量又称输出量、输出信号。
控制量也称操纵量，是一种由控制器改变的量值或状态，它将影响被控量的值。
给定值是作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。
给定值又称输入信号、输入指令、参考输入。
除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰，干扰又称扰动。
比如一个水箱液位控制系统，其控制对象为水箱，被控量为水箱的水位，给定量是水箱的期望水位。
3、自动控制系统的控制方式有哪些自动控制系统的控制方式有开环控制、闭环控制与复合控制。
4、什么是闭环控制、复合控制与开环控制有什么不同若系统的输出量不返送到系统的输入端（只有输入到输出的前向通道），则称这类系统为开环控制系统。
在控制系统中，控制装置对被控对象所施加的控制作用，若能取自被控量的反馈信息（有输出到输入的反馈通道），即根据实际输出来修正控制作用，实现对被控对象进行控制的任务，这种控制原理被称为反馈控制原理。
复合控制是闭环控制和开环控制相结合的一种方式，既有前馈通道，又有反馈通道。
5、自动控制系统的分类（按元件特性分、按输入信号的变化规律、按系统传输信号的性质）按系统输入信号的时间特性进行分类，可分为恒值控制系统和随动系统。
自动控制理论课件(PPT 31张)
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研究生专业外语
Science Citation Index
科学引文索引
Eugene Garfield 尤金· 加菲得 “SCI之父”
Science, 122(3159), p.108-11, July 1955.
电气与自动化工程学院
12
研究生专业外语
引文
在文献甲中提到或描述了文献乙，并以文后参考 书目或脚注的形式列出了文献乙的出处，其目的在于 指出信息的来源、提供某一观点的依据、借鉴陈述某 一事件（实）等。这时，便称文献乙为文献甲的引文， 称文献甲为文献乙的引证文献。引文通常也称为被引 文献或参考文献，引证文献通常也称为来源文献。
xt ( ) e ut ( ) K K K K e ( t ) e I I ( t ) e
式中
8
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研究生专业外语
作业：某系统的状态矩阵、控制矩阵和输出矩阵为
0.009 0.265 0 9 .8 0 6 .8 0e5 .67e4 0.91 1 0 6 .70e6 8 5 .96e4 5 .02 1 .1 0 0 4 .47e6 A 0 0 1 0 0 0 150 0 150 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 .0 4 6 4 2 .2 4 1 1 B= 0 0 0 6 .2 3 8 5 e 6 2 .5 2 3 0 e 9 1.0 3 5 1 e 9 0 0 0
基于LQR的跟踪控制问题
前述LQR为状态调节器问题，主要实现状态调节， 利用LQR方法实现对参考输入的跟踪控制。
基本思路：将跟踪控制问题转换为状态调节器问题。
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第一章自动控制系统概述1、组成自动控制系统的基本元件或装置有哪些？各环节的作用？控制系统是由控制对象和控制装置组成，控制装置包括：(1) 给定环节给出与期望的输出相对应的系统输入量。
(2) 测量变送环节用来检测被控量的实际值，测量变送环节一般也称为反馈环节。
(3) 比较环节其作用是把测量元件检测到的实际输出值与给定环节给出的输入值进行比较，求出它们之间的偏差。
(4) 放大变换环节将比较微弱的偏差信号加以放大，以足够的功率来推动执行机构或被控对象。
(5) 执行环节直接推动被控对象，使其被控量发生变化。
常见的执行元件有阀门，伺服电动机等。
2、什么是被控对象、被控量、控制量、给定量、干扰量？举例说明。
被控对象指需要给以控制的机器、设备或生产过程。
被控量指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理量，被控量又称输出量、输出信号。
控制量也称操纵量，是一种由控制器改变的量值或状态，它将影响被控量的值。
给定值是作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。
给定值又称输入信号、输入指令、参考输入。
除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰，干扰又称扰动。
比如一个水箱液位控制系统，其控制对象为水箱，被控量为水箱的水位，给定量是水箱的期望水位。
3、自动控制系统的控制方式有哪些？自动控制系统的控制方式有开环控制、闭环控制与复合控制。
4、什么是闭环控制、复合控制？与开环控制有什么不同？若系统的输出量不返送到系统的输入端（只有输入到输出的前向通道），则称这类系统为开环控制系统。
在控制系统中，控制装置对被控对象所施加的控制作用，若能取自被控量的反馈信息（有输出到输入的反馈通道），即根据实际输出来修正控制作用，实现对被控对象进行控制的任务，这种控制原理被称为反馈控制原理。
复合控制是闭环控制和开环控制相结合的一种方式，既有前馈通道，又有反馈通道。
5、自动控制系统的分类（按元件特性分、按输入信号的变化规律、按系统传输信号的性质）？按系统输入信号的时间特性进行分类，可分为恒值控制系统和随动系统。
控制系统按其结构可分为开环控制、闭环控制与复合控制等。
按元件特性分为线性系统和非线性系统。
按系统传输信号的性质来分连续系统离散系统。
6、什么是恒值控制系统？什么是随动控制系统（伺服控制系统）？恒值控制系统的输入信号是一个恒定的数值。
随动控制系统参考输入量是预先未知的随时间任意变化的函数。
7、什么是连续系统？什么是线性系统？系统各部分的信号都是模拟信号的系统叫连续函数。
组成系统的元件的特性均为线性的系统叫线性系统。
8、对控制系统的要求可以概括为哪几个字？如何理解？对控制系统的要求可以概括为稳、快、准。
稳是指稳定性，稳定是自动控制系统最基本的要求，不稳定的控制系统是不能工作的。
快是指快速性，在系统稳定的前提下，希望控制过程（过渡过程）进行得越快越好。
准是指准确性，即要求动态误差（偏差）和稳态误差（偏差）都越小越好。
第二章控制系统的数学模型1、什么是数学模型？什么是动态数学模型？什么是静态数学模型？你熟悉的动态数学模型有哪些？建立数学模型的方法有哪些？描述系统各变量之间关系的数学表达式，叫做系统的数学模型。
数学模型分为动态模型和静态模型。
描述系统动态过程的方程式，如微分方程、差分方程等，称为动态模型；在静态条件下（即变量的各阶导数为零），描述系统各变量之间关系的方程式，称为静态模型。
动态数学模型有多种形式，时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程；复域中有传递函数、结构图；频域中有频率特性等。
建立控制系统的数学模型，有两种基本方法：分析法和实验法2、传递函数与微分方程的关系？传递函数是否适用于非线性系统？与初始条件、输入信号是否有关？微分方程是连续系统的时域数学模型，是描述系统变量之间关系的动态方程。
传递函数是在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
传递函数与微分方程有直接联系，可经过简单变换互相转化；传递函数只适应于描述线性定常系统。
传递函数只取决于系统的结构参数，与外作用及初始条件无关。
3、什么是系统的相似性？不同的物理系统是否可能具有相同的物理模型？实际中存在的许多工程控制系统，不管它们是机械的、电动的、气动的、液动的、生物学的、经济学的等等，它们的数学模型可能是相同的，这就是系统的相似性。
也就是说，不同的物理系统可能具有相同的物理模型。
4、什么是系统的结构图？简述结构图的组成。
同一系统的结构图是否唯一？什么是信号流图？与结构图是否可以相互转化？系统的结构图是描述系统各组成元部件之间信号传递关系的数学图形，由信号线、方框、相加点、引出点组成。
同一系统的结构图不唯一。
信号流图也是一种用图形表示的数学模型，与结构图可以互相转化。
5、什么是零极点分布图？如何绘制？系统所有的零、极点在s 平面的分布图，即为零极点分布图。
零、极点可以是实数、复数（为复数则共扼成对出现），在复平面上画出系统所有零点和极点，即得到零极点分布图。
6、已知物理系统的原理图如图2-3，以输入为ur(t)输出为uc(t)写出系统的微分方程和传递函数。
7、利用结构图等效变换或梅逊公式简化图2-4 所示系统的结构图，求系统的闭环传递函数。
第三章时域分析法1、在经典控制理论中，分析系统性能的方法有哪些？在经典控制理论中，分析系统性能主要有三种方法：时域分析法、根轨迹法和频域分析法。
2、什么是时域分析法？时域分析法的特点是什么？时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行分析的方法，具有直观、准确的优点，可以提供系统时间响应的全部信息。
3、在选取试验信号时应遵循哪些原则？控制系统的典型输入信号有哪些？分别可以描述什么情况？在选取试验信号时应遵循以下原则：选取的输入信号应能反映实际系统工作的实际情况；形式简单，易于获得，便于实验研究、数学处理与理论计算；选取能对系统进行严格检验的信号，即，使系统工作在最不利的条件下。
控制系统中采用的典型信号有脉冲信号、阶跃信号、斜坡信号、加速度信号、正弦信号。
脉冲信号是工程上的脉动信号(窄脉冲)在理论上抽象的结果。
阶跃函数是在实际控制系统中经常遇到的一种典型输入信号形式。
斜坡信号表征匀速信号，以恒定速率变化的输入可视为斜坡信号。
加速度信号表征匀加速信号。
正弦信号是控制系统常用的一种典型输入信号，如海浪的影响可用正弦信号来表征。
更重要的是，控制系统在不同频率正弦信号作用下的响应特性，是工程上常用的频率响应法的重要依据。
4、什么是阶跃响应、斜坡响应、加速度响应？阶跃信号作用下系统的响应叫阶跃响应。
斜坡信号作用下系统的响应叫斜坡响应。
加速度信号作用下系统的响应叫加速度响应。
5、通常，控制系统的性能指标是通过什么函数的响应特性的特征量来定义？为什么？通常，控制系统的性能指标，是通过系统对单位阶跃函数响应特性的特征量来定义的。
因为一般认为，阶跃输入对系统来说是最严峻的工作状态。
如果系统在阶跃信号作用下动态性能满足要求，那么系统在其它形式的输入信号作用下，动态性能也令人满意。
6、系统的时间响应过程，由哪两部分组成？系统性能指标分为哪两种？系统的时间响应过程，由动态过程和稳态过程两部分组成。
相应地，系统性能分为动态性能和稳态性能，分别由动态性能指标和稳态性能指标来描述。
7、什么是动态过程？什么是稳态过程？动态过程，也称过渡过程或瞬态过程，指系统在输入信号作用下，其输出量从初始状态到最终状态的过程。
稳态过程，指系统在输入信号作用下，其输出量在时间t 趋于无穷大时的表现形式。
稳态过程提供系统的稳态误差信息，反映系统的稳态性能。
8、动态过程随系统结构或参数的变化而呈现哪几种不同的形式？动态过程随系统结构或参数的变化而呈现衰减、发散和等幅振荡等几种形态。
9、什么是衰减振荡、等幅振荡、发散振荡？动态过程是一个振荡过程，但是振荡的过程不断地衰减，到过渡过程结束时，被控量会达到新的稳态值，这种过程叫衰减振荡过程。
动态过程是一个持续等幅振荡过程，始终不能达到新的稳态值，这种过程叫等幅振荡过程。
动态过程不但是一个振荡过程，而且振荡的幅值越来越大，以致会大大超过被控量允许的误差范围，这种过程叫发散振荡过程。
10、阶跃响应性能指标有哪些？分别如何定义？稳态性能指标由什么指标来描述？通常在什么函数作用下测定？11、系统极点和零点对系统的响应形式有什么影响？12、典型一阶系统阶跃响应与参数的关系，初始斜率？13、典型一阶系统的跟踪性能如何？典型一阶系统可无误差地跟踪阶跃信号和脉冲信号，但跟踪斜坡信号时存在常值误差T。
不能跟踪加速度函数。
14、典型二阶系统阶跃响应形式与阻尼比的关系？如何判断二阶系统的阻尼状态？典型二阶系统阶跃响应的初始斜率是多少？15、表征响应平稳性的性能指标是哪个？典型二阶系统响应的平稳性取决于哪个参数？16、什么是最佳阻尼比？17、典型二阶系统的PD 控制与速度反馈控制的作用？18、什么是高阶系统？高阶系统的响应组成？主导极点的定义？偶极子的定义？若描述系统的动态方程为三阶或三阶以上微分方程，系统称为高阶系统。
高阶系统的时域响应由简单函数项组成。
如果在系统所有的闭环极点中，距离虚轴最近的极点附近没有闭环零点，而其它闭环极点又远离虚轴。
那么，距虚轴最近的闭环极点对应的响应分量，随时间推移衰减缓慢，它们在系统的时间响应过程中起主导作用，这样的闭环极点称为闭环主导极点。
偶极子是指一对靠得很近的零点、极点。
它们对系统性能的影响相互抵消，在近似分析中通常可忽略它们的影响。
19、系统稳定的充分必要条件是什么？判别系统稳定性的基本方法有哪些？系统所有特征根（极点）位于左半平面（具有负实部）。
判别系统稳定性的基本方法有劳斯—赫尔维茨判据、根轨迹法、奈奎斯特判据、李雅普诺夫第二方法。
20、系统型别与系统的跟踪性能之间有什么关系？什么是无差系统？什么是有差系统？系统型别越高，跟踪性能越好。
有积分环节时，静态误差为0，称为无差系统，没有积分环节的系统称为有差系统。
21、影响稳态误差的因素有哪些？如何减小稳态误差？影响稳态误差的因素有系统型别、系统的开环增益、输入信号的形式。
增加系统型别，可以提高系统无差跟踪输入信号的阶次；增大系统的开环增益，可以减小系统跟踪一定形式输入信号的误差。
22、已知系统结构图如图3-1 所示，分别求b=0 和b=0.05 时系统单位阶跃响应性能指标：22、解b=0 时，闭环传递函数为第四章根轨迹法1、什么是根轨迹？零度根轨迹？参数根轨迹？2、什么是根轨迹方程？分为哪两部分？3、根轨迹的分支数？对称性如何？起点？终点？实轴上的根轨迹？4、什么是根轨迹的渐近线？趋于无穷远处的根轨迹与某条直线的距离趋于零，该直线叫做根轨迹的渐近线。
5、如何由根轨迹分析系统稳定性、稳态性能和动态性能?系统的根轨迹曲线反映了系统特性的有关信息，有了根轨迹图，就可以分析控制系统的各种性能。