自动控制理论学习资料
自动控制原理学习资料
《自动控制原理》学习资料第一章 自动控制概论1、教学目的: 掌握自动控制系统组成结构和基本要素，理解自动控制的基本控制方式和对系统的性能要求，了解一些实际自动控制系统的控制原理。
2、基本要求： 掌握基本概念：自动控制、反馈、控制系统的构成。
要求初步了解如何由系统原理图形成系统的原理方块图及判别控制方式的方法。
要求初步了解本门课程的意义与作用。
一、自动控制的任务通常，在自动控制技术中，把工作的机器的设备称为被控对象，把表征这些机器设备工作状态的物理参量称为被控量，而对这些物理参量的要求值称为给定值或希望值（或参考输入）。
则控制的任务可概括为：使被控对象的被控量等于给定值。
下面通过具体例子来说明自动控制和自动控制系统的概念。
图1-1 水位自动控制系统水位自动控制系统：控制任务：维持水箱内水位恒定；控制装置：气动阀门、控制器；受控对象：水箱、供水系统；被控量：水箱内水位的高度；给定值：控制器刻度盘指针标定的预定水位高度；测量装置：浮子；比较装置：控制器刻度盘；干扰：水的流出量和流入量的变化都将破坏水位保持恒定；由此可见：自动控制即没有人直接参与的控制，其基本任务是：在无人直接参与情况下，只利用控制装置操纵被控对象，使被控制量等于给定值。
自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备，一般由控制装置和被控对象组成。
二、自动控制的基本方式图1-2 自动控制方框图在上图中，除被控对象外的其余部分统称为控制装置，其必须具备以下三种职能部件。
测量元件：用以测量被控量或干扰量。
比较元件：将被控量与给定值进行比较。
执行元件：根据比较后的偏差，产生执行作用，去操纵被控对象。
参与控制的信号来自三条通道，即给定值、干扰量、被控量。
下面根据不同的信号源来分析自动控制的几种基本控制方式：按给定值操纵的开环控制；按干扰补偿的开环控制；按偏差调节的闭环控制。
1、按给定值操纵的开环控制开环控制——系统的输出端与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。
自动控制理论知识点总结
自动控制理论知识点总结1.控制系统的基本结构：一个典型的控制系统由被控对象、传感器、执行器、控制器和连接它们的信号线组成。
传感器将被控对象的状态转化为电信号，控制器根据目标和实际状态的差异来产生控制信号，执行器根据控制信号来调整被控对象的状态。
2.控制系统的稳定性：稳定性是控制系统最重要的性能之一、控制系统稳定即表示系统输出能够在有界的范围内保持在稳定值附近，不会出现无限增长或无限衰减的情况。
稳定性的分析基于控制系统的传递函数，通过判断系统的特征根位置来确定系统稳定性。
3.控制系统的性能指标：控制系统除了要求稳定外，还需要满足一定的性能指标。
常见的性能指标包括超调量、调节时间、稳态误差、抗干扰能力等。
这些指标通常与控制系统的设计需求有关，不同应用领域的控制系统对性能指标的要求也有所不同。
4.PID控制器：PID控制器是自动控制中最常见的一种控制器。
PID控制器根据比例、积分和微分三个部分对误差进行调节，从而实现系统状态的稳定控制。
PID控制器结构简单、调节方便，并且在很多领域都有广泛应用。
5.系统辨识：系统辨识是指通过对已有数据进行分析和处理，确定出系统的数学模型。
系统辨识可以基于频域分析、时域分析等方法进行。
通过系统辨识，可以为控制系统的设计、分析和优化提供重要的基础。
6.线性系统与非线性系统：控制系统可以分为线性系统和非线性系统。
线性系统的特点是可以通过叠加原理进行分析，传递函数和状态空间模型可以直接应用于控制系统。
而非线性系统则需要利用非线性控制的方法进行分析和设计。
7.鲁棒控制：鲁棒控制是一种能够保证控制系统在不确定性和干扰的情况下依然能保持稳定性和性能的控制方法。
鲁棒控制通常使用基于频域设计的方法，能够有效地抑制外界不确定性和不良影响。
8.自适应控制：自适应控制是指能够根据系统动态特性和外界环境变化，自动调整控制器参数和结构的控制方法。
自适应控制可以有效地应对系统参数不确定性和变化的情况，有助于提高系统的稳定性和性能。
自动控制原理胡寿松笔记
自动控制原理胡寿松笔记自动控制原理是电气工程领域的重要课程，胡寿松教授的笔记是该领域学习的重要参考资料。
本文将按照章节顺序，对胡寿松教授的笔记进行梳理和总结，帮助读者更好地理解和掌握自动控制原理。
第一章自动控制的基本概念1. 自动控制的基本组成：控制器、传感器、执行器、被控对象。
2. 自动控制的目的：实现对系统的稳态和动态性能的优化。
3. 自动控制的基本术语：控制量、受控量、干扰、传递、转换等。
4. 自动控制系统的分类：开环控制系统和闭环控制系统。
第二章自动控制系统的数学模型1. 微分方程：描述系统动态特性的基本数学工具。
2. 传递函数：描述控制系统动态特性的重要数学模型。
3. 动态结构图：描述控制系统动态特性的图形工具。
4. 信号流图：描述控制系统内部信息传递方式的图形工具。
5. 梅逊公式：用于将微分方程转化为传递函数的公式。
第三章线性定常系统的时域分析法1. 控制系统性能的评价指标：稳态误差、超调量、调节时间等。
2. 系统的稳定性分析：稳定性定义、代数稳定判据、李亚普诺夫直接法。
3. 系统性能的改善：放大缩小法、超前滞后补偿法、PID控制器等。
4. 一系列具体分析方法的介绍：单位阶跃响应、斜坡响应、李亚普诺夫直接法等。
第四章线性定常系统的根轨迹法1. 根轨迹的基本概念和性质：幅值-相位特性、零点-极点关系、渐近线等。
2. 绘制根轨迹的基本规则和步骤：参数方程、几何意义、注意事项等。
3. 根轨迹图的特征分析：闭环零点、极点与系统性能的关系等。
4. 基于根轨迹法的系统优化设计：稳定化控制器设计、增益调度等。
第五章线性系统的频域分析法1. 频率域的基本概念和性质：频率特性、频率响应、频域分析方法等。
2. 频率域分析方法的应用：稳定性分析、系统性能评估、频率特性设计等。
3. 对数频率特性曲线及其应用：增益边界和相位边界的意义、系统性能的评估等。
4. 基于频率域分析法的系统优化设计：频率相关控制器设计、频率调制等。
《自动控制理论》(高起专)课程知识 复习 学习材料 试题与参考答案
《自动控制理论》(高起专) 课程知识 复习 学习材料 试题与参考答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1．开环对数频率特性沿ω轴向左平移时 （B ）A ．c ω减少，γ增加 B. c ω减少，γ不变 C. c ω增加，γ不变 D. c ω不变，γ也不变2．某0型单位反馈系统的开环增益为K ，则在2()1/2r t t =输入下，系统的稳态误差为 （B ）A ．0 B. ∞ C. 1/K D. */A K3．单位反馈系统的开环传递函数()G s =，其幅值裕度h 等于 （D ）A ．0 B. dB C. 16dB D. ∞ 4．欠阻尼二阶系统的,n ξω，都与 （C ）A ．%σ有关 B. %σ无关 C. p t 有关 D. p t 无关5．两典型二阶系统的超调量%σ相等，则此两系统具有相同的 （B ） A ．自然频率n ω B. 相角裕度γ C ．阻尼振荡频率d ω D. 开环增益K6．最小相角系统闭环稳定的充要条件是 （A ）A ．奈奎斯特曲线不包围（-1，j0）点 B. 奈奎斯特曲线包围（-1，j0）点 C ．奈奎斯特曲线顺时针包围（-1，j0）点 D. 奈奎斯特曲线逆包围（-1，j0）点 7．典型二阶系统，当0.707ξ=时，无阻尼自然频率n ω与谐振频率r ω之间的关系为 （B ） A ．r n ωω> B. r n ωω<C ．r n ωω≥ D. r n ωω≤ 8. 已知串联校正装置的传递函数为0.2(5)10s s ++，则它是 （C ）A ．相位迟后校正 B. 迟后超前校正 C ．相位超前校正 D. A 、B 、C 都不是9. 二阶系统的闭环增益加大 （D ）A ．快速性越好 B. 超调量越大 C. 峰值时间提前 D. 对动态性能无影响10．系统的频率特性 （A ）A ．是频率的函数 B. 与输入幅值有关 C ．与输出有关 D. 与时间t 有关 11、两典型二阶系统的超调量%σ相等，则此两系统具有相同的 （B ） A ．自然频率n ω B. 相角裕度γC ．阻尼振荡频率d ω D. 开环增益K 12、单位反馈系统的开环传递函数()G s =h 等于 （ D ）A ．0 B. dB C. 16dB D. ∞13、 已知串联校正装置的传递函数为0.2(5)10s s ++，则它是 （ C ）A ．相位迟后校正 B. 迟后超前校正 C ．相位超前校正 D. A 、B 、C 都不是 14、开环系统Bode 图如图所示，对应的开环传递函数()G s 应该是 （ A ）A ．2111s sωω-+ B.2111ssωω+-C.1211s sωω-+ D.2111ssωω--15、单位反馈最小相角系统的开环对数频率特性如图所示，要用串联校正方式使校正后系统满足条件*4c ω≥，*050γ≥，则应采用 （ C ）A ．超前校正 B. 迟后校正C ．迟后超前校正 D. 用串联校正方式不可能满足校正要求 16、典型二阶系统的超调量越大，反映出系统 （D ） A ．频率特性的谐振峰值越小 B. 阻尼比越大 C ．闭环增益越大 D. 相角裕度越小 17、系统的频率特性 （ A ）A ．是频率的函数 B. 与输入幅值有关 C ．与输出有关 D. 与时间t 有关 18、典型欠阻尼二阶系统，当开环增益K 增加时，系统 （B ）A ．阻尼比ξ增大，超调量%σ增大 B. 阻尼比ξ减小，超调量%σ增大 C ．阻尼比ξ增大，超调量减小 D. 无阻尼自然频率n ω减小19、下图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。
“自动控制理论”资料文集
“自动控制理论”资料文集目录一、《自动控制理论》全套参考答案二、自动控制理论发展综述三、自动控制理论_智能控制理论四、浅谈自动控制理论的发展及其应用五、自动控制理论发展及其应用探索六、基于自动控制理论的课程思政探索《自动控制理论》全套参考答案《自动控制理论》是自动化专业的一门重要课程，主要介绍自动控制系统的基础理论和设计方法。
通过这门课程的学习，学生可以了解自动控制系统的基本原理、分析和设计方法，为后续的专业课程和实践应用打下基础。
本文将提供《自动控制理论》全套参考答案，以帮助读者更好地理解和掌握课程内容。
答：自动控制系统是指通过一定的控制装置，使被控对象按照设定的规律进行工作的一种系统。
答：自动控制系统主要由控制器、被控对象、执行器、传感器等组成。
答：开环控制系统是指系统中没有反馈环节，输入信号直接作用于输出，没有反馈调节的控制系统；闭环控制系统是指系统中存在反馈环节，输出信号通过反馈回路作用于输入，具有反馈调节的控制系统。
答：控制系统的数学模型是描述系统输入、输出及内部变量之间关系的数学表达式。
答：控制系统的常用数学模型有微分方程、传递函数、频率响应等。
答：建立控制系统的数学模型需要根据系统的实际结构和动态特性，通过分析系统的输入输出关系、内部变量之间的关系，得到描述系统行为的数学表达式。
答：控制系统的性能指标是指评价系统性能优劣的定量指标，如稳定性、快速性、准确性等。
答：分析控制系统的性能需要根据系统的数学模型，通过计算性能指标，如稳定裕度、穿越频率、调节时间等，来评价系统的性能。
同时，还需要进行仿真分析和实验验证。
答：改善控制系统的性能需要根据性能指标的分析结果，通过调整控制器参数、改变系统结构等方式来优化系统性能。
同时，还需要考虑系统的实际应用需求和约束条件。
答：PID控制器是一种常用的控制器，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
答：设计PID控制器需要根据被控对象的特性和性能指标要求，通过调整比例、积分和微分三个环节的参数来设计合适的控制器。
自动控制理论基础
杂控制能力的闭环系统。（例如 图14）手是被控对象，手的位置为被控量。
人作为闭环系统的方框图
人眼 大脑 手臂,手
输入
信号
输出信号
人眼
用自动装 置代替人 工操作
反馈的概念
反馈：输出量送回至输入端并与输入信号比较的 过程 负反馈：反馈的信号是与输入信号相减而使偏差 越来越小 反之，则称为正反馈。显然，负反馈控制是一个利 用偏差进行控制并最后消除偏差的过程，又称偏差 控制。同时，由于有反馈的存在，整个控制过程是 闭合的，故也称为闭环控制。
开环向闭环控制的转换例题
闭环控制的电加热炉方框图
闭环控制的特点
系统信号按照前向通路和反馈通路形成的 回路进行传递。 实现了按偏差控制，因而在元件精度不高 的条件下，能获得较高的控制精度。 能够抵消所有干扰对系统的影响。 系统结构复杂。 闭环系统存在稳定性的问题。
闭环控制系统典型方框图
举例
控制装置 大脑，眼睛，手臂 恒温控制 自动驾驶仪 导弹发射 控制对象 手
水 飞机 导弹
被控物理量
位置
温度 姿态，飞行参数 轨迹
2.自动控制理论 古典（经典）控制理论：单输出的线性定常系统 作为研究对象，数学模型采用以拉氏变换为基础 建立起来的传递函数，其主要方法包括时域响应 法、频率特性法和根轨迹法。 现代控制理论：多输出的非线性及时变（非定常） 系统作为研究对象，基于状态空间法、贝尔曼动 态规划法和卡尔曼滤波技术等方法实现最优控制、 最优滤波和自适应控制的理论和方法，克服了经 典控制理论的很多局限性，为控制技术的发展开 辟了更加宽广的道路。
2. 自动控制理论的发展
自动控制理论-学习指南
自动控制理论-学习指南一、单项选择题1．采用负反响形式连接后，则 ( )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的构造参数，才能改善系统性能。
2．I 型单位反响系统的闭环增益为〔〕A ．与开环增益有关B. 与传递函数的形式有关 C ．1 D. 与各环节的时间常数有关3．典型二阶系统，当0.707ξ=时，无阻尼自然频率n ω与谐振频率r ω之间的关系为〔〕A ．r n ωω> B. r n ωω< C ．r n ωω≥ D. r n ωω≤ 4．以下哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
A 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反响；C 、增加开环零点；D 、引入串联超前校正装置。
5. 关于传递函数，错误的说法是 ( ) 。
A. 传递函数只适用于线性定常系统；B.传递函数不仅取决于系统的构造参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C. 传递函数一般是为复变量s 的真分式；D. 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
6．常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是〔〕A. PIB. PDC. PIDD. ID7．积分环节的频率特性相位移为〔〕A. -90°B. 90°C. 180°D. -180°8．闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的〔〕A. 低频段B. 开环增益C. 高频段D. 中频段9．伯德图的中频段反映系统的〔〕A. 动态性能B. 抗高频干扰能力C. 稳态性能D. 以上都不是10．利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的〔〕A. 稳态性能B. 动态性能C. 抗扰性能D. 以上都不是11.最小相角系统闭环稳定的充要条件是〔〕A.奈奎斯特曲线不包围〔-1，0j 〕点B.奈奎斯特曲线包围〔-1，0j 〕点C.奈奎斯特曲线顺时针包围〔-1，0j 〕点D.奈奎斯特曲线逆包围〔-1，0j 〕点12.典型二阶系统，当0.707ξ=时，无阻尼自然频率n ω与谐振频率r ω之间的关系为〔〕A.r n ω>ωB.r n ω<ωC.r n ωω≥D.r n ωω≤ 13.串联校正装置的传递函数为0.2510(s+)s+，则它是〔〕A.相位迟后校正B.迟后超前校正C.相位超前校正、B 、C 都不是 14.二阶系统的闭环增益加大〔〕 A.快速性越好B.超调量越大 C.峰值时间提前D.对动态性能无影响 15.系统的频率特性〔〕A.是频率的函数B.与输入幅值有关C.与输出有关D.与时间t 有关16．以下判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频率里的判据〔〕A. 劳斯判据B. 根轨迹法C. 奈式判据D. 以上都不是17．闭环系统稳定的充要条件是其特征方程式的所有根均位于复平面的〔〕A. 实轴上B. 左半局部C. 虚轴上D. 右半局部18．积分环节的幅频特性，其幅值与频率成〔〕A. 指数关系B. 正比关系C. 反比关系D. 不定关系19．输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是〔〕A. 幅频特性B. 传递函数C. 频率响应函数D. 相频特性20．对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的〔〕A. 充分条件B. 必要条件C. 充要条件D. 以上都不是21．*系统单位斜坡输入时ss e =∞，说明该系统〔〕 A ．是0型系统B. 闭环不稳定C ．闭环传递函数中至少有一个纯积分环节D. 开环一定不稳定 22．I 型单位反响系统的闭环增益为〔〕A ．与开环增益有关 B. 与传递函数的形式有关 C ．1 D. 与各环节的时间常数有关 23．典型二阶系统，当0.707ξ=时，无阻尼自然频率n ω与谐振频率r ω之间的关系为〔〕A ．r n ωω> B. r n ωω< C ．r n ωω≥ D. r n ωω≤ 24．开环系统Bode 图如下列图，对应的开环传递函数()G s 应该是〔〕A ．2111ss ωω-+ B. 2111ss ωω+-C. 1211ss ωω-+ D. 2111ss ωω--25.最小相角系统闭环稳定的充要条件是〔〕A. 奈奎斯特曲线顺时针包围〔-1，0j 〕点B.奈奎斯特曲线包围〔-1，0j 〕点C. 奈奎斯特曲线不包围〔-1，0j 〕点D.奈奎斯特曲线逆包围〔-1，0j 〕点 26．动态系统0初始条件是指0t <时系统的〔〕A ．输入为0 B. 输入、输出以及它们的各阶导数为0 C ．输入、输出为0 D. 输出及各阶导数为0 27．闭环零点影响系统的〔〕A ．稳定性B. 稳态误差 C ．调节时间D. 超调量 28．假设开环传递函数为()1)(+=Ts s Ks G , 此时相位裕量和Ｋ的关系是〔〕A. 随K 增加而增大B.随K 增大而减小C.以上都不是D.与K 值无关 29. 在典型二阶系统传递函数222()2n n s s s s ξωωΦ=++中，再串入一个闭环零点，则〔〕A ．超调量减小 B. 对系统动态性能没有影响 C ．超调量增大 D. 峰值时间增大30. 两典型二阶系统的超调量%σ相等，则此两系统具有一样的〔〕A ．自然频率nω B. 相角裕度γC ．阻尼振荡频率dω D. 开环增益K31．典型欠阻尼二阶系统的超调量%5%σ>，则其阻尼比的范围为〔〕 A ．1ξ> B. 01ξ<<C. 0.7071ξ<<D. 00.707ξ<<32．采用超前校正对系统抗噪声干扰能力的影响是〔〕A. 能力上升B. 能力下降C. 能力不变D. 能力不定33．既可判别线性系统稳定性又可判别非线性系统稳定性的方法是〔〕A. 劳斯判据B. 根轨迹法C. 奈式判据D. 李亚普诺夫直接法 34．传递函数只适合于〔〕 A. 线性定常系统B. 线性系统 C. 线性时变系统D. 非线性系统35．控制系统时域分析中，最常用的典型输入信号是〔〕 A. 脉冲函数B. 阶跃函数 C. 斜坡函数D. 正弦函数36.开环对数频率特性沿ω轴向左平移时〔〕A.c ω减少，γ增加B.c ω减少，γ不变C.c ω增加，γ不变D.c ω不变，γ也不变37.*0型单位反响系统的开环增益为K ，则在122r(t)=/t 输入下，系统的稳态误差为〔〕A.0B.∞C.1/KD.*A /K 38.单位反响系统的开环传递函数G(s)=h 等于〔〕A.0B.dBC.16dBD.∞39.欠阻尼二阶系统的n ξ,ω，都与〔〕 A.σ%有关B.σ%无关C.p t 有关D.p t 无关40.两典型二阶系统的超调量σ%相等，则此两系统具有一样的〔〕 A.自然频率n ω B.相角裕度γ C.阻尼振荡频率d ω D.开环增益K41．改善系统在参考输入作用下的稳态性能的方法是增加〔〕 A. 振荡环节B. 积分环节 C. 惯性环节D. 微分环节 42．惯性环节又称为〔〕 A. 积分环节B. 微分环节 C. 一阶滞后环节D. 振荡环节 43．根轨迹终止于〔〕 A. 闭环零点B. 开环零点 C. 闭环极点D. 开环极点44．假设要改善系统的动态性能，可以增加〔〕A. 积分环节B. 振荡环节C. 惯性环节D. 微分环节 45．PD 控制规律指的是〔〕 A. 比例、微分B. 比例、积分 C. 积分、微分D. 以上都不是46．*0型单位反响系统的开环增益为K ，则在2()1/2r t t =输入下，系统的稳态误差为〔〕A ．0 B. ∞ C. 1/K D. */A K 47．假设二阶系统处于无阻尼状态，则系统的阻尼比ξ应为〔〕 A ．01ξ<< B. ξ=0 C. 1ξ> D. 1ξ= 48．二阶系统的闭环增益加大〔〕 A ．快速性越好B. 超调量越大 C. 峰值时间提前D. 对动态性能无影响49. 单位反响系统的开环传递函数()G s =，其幅值裕度h 等于〔〕A ．0 B. dB C. 16dB D. ∞ 50. 两典型二阶系统的超调量%σ相等，则此两系统具有一样的〔〕 A ．自然频率n ω B. 相角裕度γC ．阻尼振荡频率d ω D. 开环增益K 二、判断题 1．原函数)22(1)(2+++=s s s s s X 拉氏变换式是)(t x ＝)cos (sin 2121t t e t-+-〔〕； 2．典型欠阻尼二阶系统，当开环增益K 增加时，系统无阻尼自然频率n ω增大〔〕； 3. 劳斯判据为：系统稳定的充要条件是特征方程系数所组成的劳斯阵列第一列元素符号一致，则系统稳定。
《自动控制理论》课件
1.1 自动控制理论的定义1.2 自动控制系统的分类1.3 自动控制理论的应用领域二、数学基础2.1 线性代数基础2.2 微积分基础2.3 常微分方程2.4 拉普拉斯变换三、经典控制理论3.1 概述3.2 传递函数3.3 系统稳定性分析3.4 系统响应分析3.5 系统校正设计四、现代控制理论4.1 状态空间描述4.2 状态空间分析4.3 控制器设计4.4 观测器设计4.5 系统李雅普诺夫稳定性分析五、线性二次调节器5.2 性能指标5.3 调节器设计5.4 数字实现六、非线性控制系统6.1 非线性系统的特点6.2 非线性方程和方程组的求解6.3 非线性系统的分析和设计方法6.4 非线性控制系统的应用实例七、模糊控制系统7.1 模糊控制理论的基本概念7.2 模糊控制规则和推理方法7.3 模糊控制器的设计7.4 模糊控制系统的仿真和应用八、自适应控制系统8.1 自适应控制的基本概念8.2 自适应控制算法8.3 自适应控制系统的性能分析8.4 自适应控制的应用实例九、智能控制系统9.1 智能控制的基本概念9.2 人工神经网络在自动控制中的应用9.3 遗传算法在自动控制中的应用9.4 模糊神经网络在自动控制中的应用十、自动控制技术的应用10.1 工业自动化10.2 交通运输自动化10.3 生物医学工程自动化10.4 家居自动化六、非线性控制系统6.1 非线性系统的特点6.2 非线性方程和方程组的求解求解非线性方程和方程组通常需要使用数值方法，如牛顿法、弦截法和迭代法等。
6.3 非线性系统的分析和设计方法对于非线性系统，常用的分析方法有相平面分析、李雅普诺夫方法和描述函数法等。
设计方法包括反馈线性化和滑模控制等。
6.4 非线性控制系统的应用实例例如，臂的控制、电动汽车的稳定控制等。
七、模糊控制系统7.1 模糊控制理论的基本概念模糊控制是一种基于的控制方法，它通过模糊逻辑对系统的输入和输出进行处理，从而实现控制目的。
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1.传递函数是一种反映输入与输出关系的数学模型，与（ ）无关。
A 、输入量形式B 、系统元件结构C 、系统元件参数D 、系统特性 2．一阶系统时间常数T 与输出响应调节时间之间关系的为（ ）。
A 、时间常数越大，调节时间越小B 、时间常数不影响调节时间C 、 时间常数越小，调节时间越小D 、时间常数与调节时间无关 3．开环传递函数为））（（11512++S S S 的系统，其系统型别为（ ）。
A 、0 B 、1 C 、2 D 、34．设单位负反馈系统前向通道传递函数为）（11+s s ，则闭环传递函数为（ ）。
A 、）（11+s sB 、1-12s s +C 、112++s s D 、）（112+++s s s s5．如果闭环极点全部位于左半复平面，则系统存在（ ）。
A 、开环系统不稳定B 、开环系统稳定C 、闭环系统不稳定D 、闭环系统稳定 6．一阶制系统21)(+=S S φ，在阶跃信号作用下输出值进入到2%稳态误差带的时间s t 为（ ）。
A 、3sB 、2sC 、 1.5sD 、 1s7．在二阶系统中，引入比例微分环节改善系统稳定性，主要使系统（ ）。
A 、固有频率减小 B 、固有频率增加 C 、阻尼比减小 D 、阻尼比增加8．某1型开环系统，其对数幅频渐近特性曲线在低频段的斜率应为（ ）。
A 、-20 dB/dec B 、0dB/dec C 、20 dB/dec D 、-40 dB/dec 9．对Ⅰ型单位反馈系统，在单位阶跃输入作用下的稳态误差为（ ）。
A 、1/（1+K ）B 、1/KC 、∞D 、0 10 若系统的幅值裕度分贝值为零，那么其相角裕度应为（ ）。
A 、γ=-1800B 、γ=00C 、γ=450D 、γ=180011．一个最小相位的开环系统，其幅相曲线不包围（-1，j0）点，则闭环系统（ ）。
A 、稳定B 、不稳定C 、稳定性不确定D 、有可能稳定 12.通过提高系统的开环增益，能够（ ）。
A 、提高系统稳定性B 、提高系统快速性C 、减小系统稳态误差D 、有可能稳定13. 对于二阶系统，当存在ξ=0情况时，系统时域响应为（ ）。
A 、等幅振荡过程 B 、非周期过程C 、发散振荡过程D 、衰减振荡过程14. 已知系统的特征方程为：S 5+ 3S 4+ 12S 3+ 24S 2+ 32S+48=0，则该系统（ ）。
A 、稳定B 、有可能稳定C 、稳定性不确定D 、不稳定 15. 开环传递函数为31+S 的一阶系统，其输出达到稳态值95%时的调节时间为（ ）。
A 、0.5s B 、1s C 、1.5s D 、0.2s16. 传递函数是一种反映输入与输出关系的数学模型，该定义局限于（ ）。
A 、线性系统B 、非线性系统C 、输入量形式D 、多变量系统17. 开环传递函数为））（（1151++S S 的系统，其开环增益为（ ）。
A 、5B 、1C 、0.2D 、0.518设单位负反馈系统的前向通道传递函数为s1，则闭环传递函数为（ ）。
A 、11+s B 、1+s s C 、11-s D 、s119闭环系统稳定的必要和充分条件是（ ）。
A 、开环系统稳定B 、特证方程的所有系数符号为正C 、闭环极点全部位于左半复平面D 、闭环极点全部位于右半复平面 20．在控制系统中，引入微分环节改善系统特性，主要利用了其具有（ ）的特点。
A 、高频幅值衰减的特性 B 、高频幅值增加的特性 C 、相角滞后特性 D 、相角超前特性21．对Ⅰ型单位反馈系统，在单位阶跃输入作用下的稳态误差为（ ）。
A 、1/（1+K ）B 、1/KC 、∞D 、022. 利用劳斯判据列写劳斯表出现全零行表明系统可能存在一对（ ）。
A 、共轭虚根B 、相同正实根C 、相同负实根D 、不确定根 23. 开环传递函数为)1()(+=TS S KS G ，则幅相特性曲线的起点即频率ω=0时为（ ）。
A 、正虚轴无穷远处B 、负虚轴无穷远处C 、负实轴无穷远处D 、正实轴无穷远处24. 已知系统的特征方程为：54323122432480S S S S S +++++=，则该系统（ ）。
A 、稳定 B 、有可能稳定 C 、稳定性不确定 D 、不稳定 25. 一个二阶振荡环节的幅相曲线在频率为ωn 时的幅频值为22，则谐振峰值为（ ）。
A 、∞ B 、22C 、1D 、226. 一般开环系统频率特性的低频段表征着闭环系统的（ ）。
A 、抗干扰性能B 、抑噪性能C 、动态性能D 、稳态性能 27．用传递函数为11)(++=aTS TS S G C ，a ＜1的校正环节进行的串联校正是（ ）。
A 、相位超前校正B 、相位滞后校正C 、相位滞后——超前校正D 、相位超前——滞后校正28．在控制工程实践中，若主要用来改善系统稳定性和增加系统阻尼，则控制器一般采（ ）。
A 、PB 、PDC 、PID 、PID 29．开环传递函数为)2()(3+=S S KS G ，则实轴上的根轨迹为（ ）。
A 、[-2，∞]B 、[0，∞]C 、[-2，0]D 、[-∞，-2] 30．相角裕度为零的系统，其幅值裕度值为（ ）。
A 、h db =∞B 、h db =1C 、h db =0D 、1＜h db ＜∞ 31．反映二阶振荡系统平稳性能的指标是（ ）。
A 、峰值时间B 、上升时间C 、调节时间D 、超调量 32.若系统的相角裕度为，则其幅值裕度分贝值为（ ）。
A 、h dB =-20 B 、h dB =0C 、h dB =20D 、h dB =4033．如果一个开环最小相位系统的幅相曲线包围（-1，j0）点，则闭环系统（ ）。
A 、不稳定B 、稳定C 、稳定性不确定D 、有可能稳定 34.若需要减小系统的稳态误差，则可以采取的主要措施为（ ）。
A 、提高系统稳定性 B 、提高系统快速性 C 、增加系统开环增益 D 、减小系统开环增益35.若需要减小系统的稳态误差，则可以采取的主要措施为（ ）。
A 、减少系统积分环节的数目 B 、减小系统开环增益 C 、增加系统型别 D 、减小系统型别1．增大或提高开环传递函数中的开环 和 是减小系统稳态误差的主要措施。
2．离散系统中，零阶保持器具有_____________、____________和时间滞后三个特性。
3．按照绘制根轨迹的法则，根轨迹的每一分支应起于开环 ，终于开环 。
4．在典型输入信号作用下，稳定系统的时间响应可以分为_________和_________两个过程。
5．复合校正一般可分为按 补偿和按 补偿两种方式。
6. 线性系统在正弦信号作用下，系统稳态 与 之比对频率的关系称为幅频特性。
7．在无源串联校正中，如需要系统具有快速性，则应采用 校正；如需改善稳定精度，则采用 校正。
8．传递函数是指线性系统在零状态下，系统 量拉氏变换与 量拉氏变换之比。
9．一般系统带宽越大，其响应速度越；系统对于高于带宽频率的输入信号呈较衰减。
10．离散系统中，零阶保持器具有、和时间滞后三个特性。
11．微分环节的显著特性表现在性和能改善系统的性。
12. 开环系统某一参数从到变化时，其闭环极点在S平面上的变化轨迹为根轨迹。
13.基本控制规律中，_____控制规律可以增加系统的程度，改善系统的稳定性；_______控制规律可以提高系统的型别，改善系统的稳态性能。
14.系统开环频率特性的低频段，主要是由环节和环节来确定。
15.在PID控制规律应用中，通常应使I发生在系统频率特性的低频段，以提高系统稳态性能；而使D发生在系统频率特性的高频段，以改善系统动态性能。
16.所谓自动控制，是指没有直接参与的情况下，利用外加的，使机器、设备或生产过程（统称被控量）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。
17.控制系统按照输入量形式可以分为恒定、和三种控制系统。
判断正误1.不同物理结构的系统，其传递函数也一定不同。
（）2. 在系统中引入积分环节虽可以消除稳态误差，但会影响系统的稳定性。
（）3.列写劳斯判表时，若出现全零行情况，表明该系统非临界稳定。
（）4.对于二阶线性系统，当阻尼系数０＜ξ＜１时，系统时域响应为非衰减振荡过程。
（）5.校正的实质是在系统中加入一些参数可以改变的装置，系统整个特性发生变化。
（）6.两个以并联方式连接的环节G1 (s)、G 2 (s)，其等效传递函数为G1 (s)±G 2 (s)。
（）7.如果线性系统稳定，其特征方程的各项系数不一定都为正数。
（）8.系统的稳定性只取决于闭环极点的分布位置。
（）9.稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。
（）1.已知系统的特征方程为：S 5+ 3S 4+ 12S 3+ 20S 2+ 35S+25=0，用劳思判据求系统在右半S 平面的根数及虚根值。
解：它的所有系数均大于零。
列劳思表S51 12 35S 43 20 25 S 316/3 80/3 0 S 25 25S 10 （10） 0（0） S 025由全零行的上一行构造辅助方程为：5S 2+25=0，辅助方程求导得10S=0，故原表中全零行可替代为（）中的内容，延续劳斯表。
由第一列数值无符号变化，右半S 平面没有闭环极点。
对辅助方程求解5S 2+25=0，得到一对虚根为52,1j s ±=。
2.已知系统的特征方程为：S 5+ 3S 4+ 12S 3+ 24S 2+ 32S+48=0，用劳思判据求系统在右半S 平面的根数及虚根值。
解：它的所有系数均大于零。
列劳思表S51 12 32S 43 24 48 S 34 16 0 S 2 12 48S 1 0 （24） 0（0） S 0 48由全零行的上一行构造辅助方程为：12S 2+48=0，辅助方程求导得24S=0，故原全零行可替代为（）中的内容，延续劳斯表。
由第一列数值无符号变化，右半S 平面没有闭环极点。
求解辅助方程12S 2+48=0，可得一对纯虚根为S 1，2 =±j2。
1.概略绘制)11.0)(1(10)(++=s s s G 的对数幅频渐近特性曲线（Bode 图）。
解：（1）将系统分解为如下典型环节:比例环节10，或20lg10=20； 惯性环节1/(s+1),或ω1=1；惯性环节1/(0.1s+1)，或ω2=10 ；（2）画出三个环节相应的对数幅频特性渐近曲线； （3）合成出总对数幅频特性渐近曲线2.概略绘制)(S G 特性曲线（Bode 图）。
解：（1）将系统分解为如下典型环节:比例环节10，或20lg10=20； 惯性环节1/(s+1)， 或ω1=1 ；惯性环节1/(100s+1), 或ω2=0.01 ； 比例微分环节10s+1, 或ω3=0.1；（2）画出三个环节相应的对数幅频特性渐近曲线； （3）合成出总对数幅频特性渐近曲线20 0.3.某系统的开环传递函数为：)12()()(2+=s s Ks H s G （0K > ），要求（1）概略绘出 ω由+∞→0的幅相曲线（Nyguist 图）；（2）依据该幅相曲线判断闭环是否稳定。