自动控制原理概念最全整理

1.在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯

变换值比，定义为线性定常系统的传递函数。传递函数表达了系统在特性，只与系统的结构、参数有关，而与输入量或输入函数的形式无关。

2.一个一般控制系统由若干个典型环节构成，常用的典型环节有比例环节、惯

性环节、积分环节、微分环节、振荡环节和延迟环节等。

3.构成方框图的基本符号有四种，即信号线、比较点、方框和引出点。

4.环节串联后总的传递函数等于各个环节传递函数的乘积。环节并联后总的传

递函数是所有并联环节传递函数的代数和。

5.在使用梅森增益公式时，注意增益公式只能用在输入节点和输出节点之间。

6.上升时间tr、峰值时间tp和调整时间ts反应系统的快速性；而最大超调量

Mp和振荡次数则反应系统的平稳性。

7.稳定性是控制系统的重要性能，使系统正常工作的首要条件。控制理论用于

判别一个线性定常系统是否稳定提供了多种稳定判据有：代数判据（Routh 与Hurwitz判据）和Nyquist稳定判据。

8.系统稳定的充分必要条件是系统特征根的实部均小于零，或系统的特征根均

在跟平面的左半平面。

9.稳态误差与系统输入信号r(t)的形式有关，与系统的结构及参数有关。

10.系统只有在稳定的条件下计算稳态误差才有意义，所以应先判别系统的稳定

性。

11.Kp的大小反映了系统在阶跃输入下消除误差的能力，Kp越大，稳态误差越

小;

Kv的大小反映了系统跟踪斜坡输入信号的能力，Kv越大，系统稳态误差

越小；

Ka的大小反映了系统跟踪加速度输入信号的能力，Ka越大，系统跟踪精度越高

12.扰动信号作用下产生的稳态误差essn除了与扰动信号的形式有关外，还与扰

动作用点之前（扰动点与误差点之间）的传递函数的结构及参数有关，但与扰动作用点之后的传递函数无关。

13.超调量仅与阻尼比ξ有关，ξ越大，Mp则越小，相应的平稳性越好。反之，

阻尼比ξ越小，振荡越强，平稳性越差。当ξ=0，系统为具有频率为Wn的等幅震荡。

14.过阻尼ξ状态下，系统相应迟缓，过渡过程时间长，系统快速性差；ξ过小，

相应的起始速度较快，但因震荡强烈，衰减缓慢，所以调整时间ts亦长，快速性差。

15.当ξ=0.707时，系统的超调量Mp<5%，，调整时间ts也最短，即平稳性和快

速性均最佳，故称ξ=0.707位最佳阻尼比。

16.当阻尼比ξ为常数时，Wn越大，调节时间ts就越短，快速性越好。系统的超

调量Mp和振荡次数N仅仅有阻尼比ξ决定，他们反映了系统的平稳性。17.系统引入速度反馈控制后，其无阻尼自然振荡频率Wn不变，而阻尼比ξ加大，

系统阶跃响应的超调量减小。

18.系统中增加一个闭环左实极点，系统的过渡过程将变慢，超调量将减小，系

统的反应变得较为滞呆。

19.根轨迹的规律是相角条件和幅值条件。

20.K的变动只影响幅值条件不影响相角条件，也就是说，跟轨迹上的所有点满

足同一个相角条件，K变动相角条件是不变的。

21.跟轨迹图揭示了稳定性、阻尼系数、振型等动态性能与系统参数的关系，用

跟轨迹图设计控制系统的关键是配置合适的闭环主导极点。

22.系统的开环对数幅频特性L(w)等于各个串联环节对数幅频特性之和，系统的

开环相频特性Ф（w）等于各个环节相频特性之和。

23.在s右半平面上既无极点有无零点的传递函数，称为最小相位传递函数。具

有最小相位传递函数的系统，称为最小相位系统

24.最小相位系统的L（w）曲线的斜率增大或减小时，对应相频特性的相角也增

大或减小，二者变化趋势是一致的。对最小相位系统，幅频特性和相频特性之间存在着唯一的对应关系。

25.对于最小相位系统，当|G(jw)H(jw)|<1或20lg|G(jw)H(jw)|<0时，闭环

系统稳定。当γ〉0时闭环系统稳定。

26.时域性能指标，包括稳态性能指标和动态性能指标；频域性能指标，包括开

环频域指标和闭环频域指标。

27.校正方式可以分为串联校正、反馈（并联）校正、前置校正和扰动补偿等。

串联校正和并联校正是最常见的两种校正方式。

28.根据校正装置的特性，校正装置可分为超前校正装置、滞后校正装置和滞后-

超前校正装置。

29.校正装置中最常用的是PID控制规律。PID控制是比例积分微分控制的简称，

可描述为

Gc(s)=Kp+KI/s+KDs

30.PD控制器是一高通滤波器，属超前校正装置；PI控制器是一低通滤波器，

属滞后校正装置；而PID控制器是由其参数决定的带通滤波器。

31.非线性系统分析的基础知识，主要包括相平面法和描述函数法。

32.只有在Ws≥2Wmax的条件下，采样后的离散信号才有可能无失真的恢复原

来的连续信号。这里2Wmax为连续信号的有限频率。这就是香农采样定理。

由于它给出了无失真的恢复原有连续信号的条件，所以成为设计采样系统的一条重要依据。

33.在z域中采样系统稳定的充要条件是：当且仅当采样特征方程的全部特征跟

均分布在z平面上的单位园，后者所有特征跟的模均小于1，相应的线性定常系统是稳定的。

1、控制系统的基本控制方式有哪些？

2、什么是开环控制系统？

3、什么是自动控制？

4、控制系统的基本任务是什么？

5、什么是反馈控制原理？

6、什么是线性定常控制系统？

7、什么是线性时变控制系统？

8、什么是离散控制系统？

9、什么是闭环控制系统？

10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？

11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？

12、典型控制环节有哪几个？

13、典型控制信号有哪几种？

14、控制系统的动态性能指标通常是指？

15、对控制系统的基本要哪几项？

16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成?

17、什么是控制系统时间响应的动态过程？