西华大学自动控制总复习
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结嘿，朋友们！今天咱来聊聊自动控制原理呀！这玩意儿就像是生活中的魔法一样神奇呢！你想想看，自动控制不就像是有个超级聪明的小精灵在背后默默地帮我们搞定一切嘛！比如说家里的空调，它能自己调节温度，让我们始终处在一个舒适的环境里，这不就是一种自动控制嘛。
它好像知道我们啥时候热了，啥时候冷了，然后悄悄地就把温度给调整好了，多厉害呀！再说说那些工厂里的大机器，它们能按照设定好的程序有条不紊地工作，这也是自动控制在发挥作用呀。
就好像是一支训练有素的军队，每个“士兵”都知道自己该干啥，而且干得特别棒！自动控制原理里有个反馈机制，这可太重要啦！就好比我们走路，眼睛看到前面有个坑，然后大脑就会告诉腿：“嘿，绕过去！”这就是一种反馈呀。
在自动控制系统里也是一样，系统会根据实际情况不断调整自己的行为，让一切都能保持在一个理想的状态。
还有那个稳定性，这可太关键了！要是一个系统不稳定，那可就乱套啦！就像一辆车开着开着突然失控了，那得多吓人呀！所以稳定性就像是房子的根基，一定要稳稳当当的才行呢。
控制系统的模型也很有意思呀，就像是给这个系统画了一幅画像，让我们能更清楚地了解它到底是怎么工作的。
这画像画得越准确，我们就越能掌握这个系统的脾气，更好地控制它呀！自动控制原理在好多地方都大显身手呢！交通信号灯不就是靠它来控制的嘛，让车辆和行人都能有序地通过路口。
还有卫星的轨道控制，那可是高科技呀，不也是靠自动控制原理来实现的嘛！哎呀呀，这么一讲，是不是觉得自动控制原理真的好神奇、好重要呀！它就像是我们生活中的隐形英雄，默默地为我们服务，让我们的生活变得更加便捷、高效、安全。
所以呀，我们可得好好了解它、掌握它，让这个神奇的魔法为我们创造更多的美好呢！你们说是不是呀！。
《自动控制原理》课程考试复习要点
《自动控制原理》课程考试复习要点第1章控制原理绪论一、主要内容1、自动控制的概念，控制系统中各部分名称及概念2、开环控制于闭环控制的区别，负反馈原理3、系统的分类4、方框图绘制（原理图）5、对自动控制系统的一般要求（稳、准、快）二、自动控制概念中的基本知识点1、闭环系统（或反馈系统）的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用。
2、典型闭环系统的功能框图。
自动控制在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。
自动控制系统由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统。
被控制量在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。
控制量作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。
扰动量干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。
反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。
反送到输入端的信号称为反馈信号。
负反馈反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。
负反馈控制原理检测偏差用以消除偏差。
将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。
然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。
开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。
开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。
闭环控制系统凡是系统输出端与输入端存在反馈回路，即输出量对控制作用有直接影响的系统，叫作闭环控制系统。
自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。
复合控制系统复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。
它在闭环控制的基础上，用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道，用以提高系统的精度。
自动控制系统组成组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件1．给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号)，这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。
自动控制复习总结提纲
自动控制复习提纲第一章 自动控制系统概论1、 自动控制系统的概念：就是在没人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象，使其按照预定的规律运动或变化2、 控制装置的组成：自动检测装置、自动调节装置、执行装置3、 系统术语 ⑴、 被控量：要求被控对象保持恒定或为按一定规律变化的物理量，一般是输出量，是时间的函数。
⑵、 给定信号：控制系统的输入信号，是时间的函数。
⑶、 偏差信号：是比较元件的输出信号，即给定信号与反馈信号之差。
⑷、 误差信号：系统被控量的希望值与实际值之差。
⑸、 干扰信号：破坏系统平衡，导致系统的被控量偏离其给定值的因素。
⑹、 反馈信号：从系统的输出端引出，经过变换回送至输入端与给定信号进行比较的信号。
4、 自动控制系统的分类： ⑴、 开环控制系统：若系统的输入量与输出量之间只有顺向作用，而没有反向联系，则该系统称为开环控制系统。
⑵、 闭环控制系统：输入量与输出量之间不仅有顺向作用，而且有反向作用的控制系统，称为闭环控制系统。
5、 对自动控制系统的基本要求：稳定性、快速性、准确性。
例1：适合于应用传递函数描述的系统是：线性定常系统例2：根据控制系统元件的特性，控制系统可分为：线性控制系统和非线性控制系统第二章 控制系统的数学模型1、 传递函数的定义：传递函数G （s ）=输出量的拉氏变换/输入另的拉氏变化=C （s ）/R (s ) 2、 用阻抗法求传递函数：电阻元件的传递函数用 R 表示， 电感元件的传递函数用 LS 表示；而电容元件的传递函数用 1/(CS) 表示；例题1：如图1所示，有源网络的传递函数)()(s U s U r c 为： -R2/R1图13、 动态结构图的等效变换及化简⑴、串联变换规则 ：当系统中有两个或两个以上环节串联时，其等效传递函数为各串联环节的传递函数的乘积。
C （s ）=G 1(s)G 2(s)R(s)=G （s ）R(s) ⑵、并联变换规则：当系统中两个或两个以上环节并联时，其等效传递函数为各并联环节的传递函数的代数和。
完整版)自动控制原理知识点汇总
完整版)自动控制原理知识点汇总自动控制原理总结第一章绪论在自动控制中，被控对象是要求实现自动控制的机器、设备或生产过程，而被控量则是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。
控制器是由控制元件组成的调节器或控制装置，它接受指令信号，并输出控制作用信号于被控对象。
给定值或指令信号r(t)是要求控制系统按一定规律变化的信号，是系统的输入信号。
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。
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。
偏差信号e(t)是指给定值与被控量的差值，或指令信号与反馈信号的差值。
闭环控制的主要优点是控制精度高，抗干扰能力强。
但是使用的元件多，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包括稳定性、快速性和准确性。
稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能，而准确性则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是一种将时间域函数转换为复频域函数的数学工具。
单位阶跃函数1(t)、单位斜坡函数、等加速函数、指数函数e-at、正弦函数sinωt、余弦函数cosωt和单位脉冲函数(δ函数)都有其典型的拉氏变换。
拉氏变换的基本法则包括线性法则、微分法则、积分法则、终值定理和位移定理。
传递函数是线性定常系统在零初始条件下，输出信号的拉氏变换与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包括串联变换法则、并联变换法则、反馈变换法则、比较点前移“加倒数”和比较点后移“加本身”，以及引出点前移“加本身”和引出点后移“加倒数”。
梅森公式是一种求解传递函数的方法，典型环节的传递函数包括比例(放大)环节、积分环节、惯性环节、一阶微分环节、振荡环节和二阶微分环节。
第三章时域分析法时域分析法是一种分析控制系统时域特性的方法。
其中，时域响应包括零状态响应和零输入响应。
《自动控制原理》复习提纲
《自动控制原理》复习提纲自动控制原理复习提纲第一章：自动控制系统基础1.1自动控制的基本概念1.2自动控制系统的组成1.3自动控制系统的性能指标1.4自动控制系统的数学建模第二章：系统传递函数与频率响应2.1一阶惯性系统传递函数及特性2.2二阶惯性系统传递函数及特性2.3高阶惯性系统传递函数及特性2.4惯性环节与纯时延环节的传递函数2.5开环传递函数与闭环传递函数2.6频率响应曲线及其特性第三章：传递函数的绘制和分析3.1 Bode图的绘制3.2 Bode图的分析方法3.3 Nyquist图的绘制和分析3.4极坐标图的应用3.5稳定性分析方法第四章：闭环控制系统及稳定性分析4.1闭环控制系统4.2稳定性的概念和判据4.3 Nyquist稳定性判据4.4 Bode稳定性判据4.5系统的稳态误差分析第五章：比例、积分和微分控制器5.1比例控制器的原理和特性5.2积分控制器的原理和特性5.3微分控制器的原理和特性5.4比例积分(P)控制系统5.5比例积分微分(PID)控制系统第六章：根轨迹法6.1根轨迹的概念和基本性质6.2根轨迹的绘制方法6.3根轨迹法的稳定性判据6.4根轨迹设计法则6.5根轨迹法的应用案例第七章：频域设计方法7.1频域设计基本思想7.2平衡点反馈控制法7.3频域设计法的应用案例7.4系统频率响应的优化设计7.5频域方法的灵敏度设计第八章：状态空间分析和设计8.1状态空间模型的建立8.2状态空间的矩阵表示8.3状态空间系统的特性8.4状态空间系统的稳定性分析8.5状态空间设计方法和案例第九章：模糊控制系统9.1模糊控制的基本概念9.2模糊控制系统的结构9.3模糊控制器设计方法9.4模糊控制系统的应用案例第十章：遗传算法与控制系统优化10.1遗传算法的基本原理10.2遗传算法在控制系统优化中的应用10.3遗传算法设计方法和案例第十一章：神经网络及其应用11.1神经网络的基本概念和结构11.2神经网络训练算法11.3神经网络在控制系统中的应用11.4神经网络控制系统设计和优化方法第十二章：自适应控制系统12.1自适应控制的基本概念12.2自适应控制系统的结构12.3自适应控制器设计方法12.4自适应控制系统的应用案例第十三章：系统辨识与模型预测控制13.1系统辨识的基本概念13.2建模方法及其应用13.3模型预测控制的原理13.4模型预测控制系统设计和优化方法第十四章：多变量控制系统14.1多变量控制系统的基本概念14.2多变量系统建模方法14.3多变量系统稳定性分析14.4多变量系统控制器设计14.5多变量系统优化控制方法以上是《自动控制原理》的复习提纲，内容覆盖了自动控制系统的基本概念、传递函数与频率响应、传递函数的绘制和分析、闭环控制系统及稳定性分析、比例、积分和微分控制器、根轨迹法、频域设计方法、状态空间分析和设计、模糊控制系统、遗传算法与控制系统优化、神经网络及其应用、自适应控制系统、系统辨识与模型预测控制、多变量控制系统等知识点。
自动控制原理总复习资料(完美)
总复习第一章的概念1、典型的反馈控制系统基本组成框图：2、自动控制系统基本控制方式：(1)、反馈控制方式；(2)、开环控制方式；(3)、复合控制方式。
3、基本要求的提法：可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。
第二章要求:1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法；2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质；3、明确传递函数与微分方程之间的关系；4、能熟练地进行结构图等效变换；5、明确结构图与信号流图之间的关系；6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数；例1 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数:)()(,)()(1211s R s C s R s C ，)()(,)()(2122S R S C s R s C 。
43213211243211111)()(,1)()()(G G G G G G G s R s C G G G G s G s R s C --=-=例2 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数：)()(,)()(,)()(,)()(s N S E s R s E s N s C s R s C 。
例例4、一个控制系统动态结构图如下，试求系统的传递函数。
X r5214323211)()(W W W W W W S X S X r c ++=例5 如图RLC 电路，试列写网络传递函数 U c (s)/U r (s).解: 零初始条件下取拉氏变换：例6某一个控制系统的单位阶跃响应为：t te et C --+-=221)(，试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。
解：传递函数： )1)(2(23)(+++=s s s s G ，微分方程：)(2)(3)(2)(3)(22t r dt t dr t c dt t dc dtt c d +=++ 脉冲响应：t te et c 24)(--+-=例7一个控制系统的单位脉冲响应为t te et C ---=24)(，试求系统的传递函数、微分方程、单位阶跃响应。
自动控制复习提纲(考点大全)
第一章自动控制的一般概念知识点：控制系统的一般概念：名词术语、控制系统的分类、组成典型外作用、对控制系统的基本要求基本要求：掌握反馈控制的基本原理。
根据系统工作原理图绘制方块图主要考点本章所涉及的自动控制方面的基本概念，是以后课程学习的基础，有关内容在诸如问答、填空和选择类型的考题中常会涉及。
在掌握基本概念的基础上，还应熟悉线性定常系统微分方程的特点，并通过练习，掌握由系统工作原理图画出方框图的方法。
第二章控制系统的数学模型知识点：控制系统动态微分方程的建立、拉普拉斯变换法求解线性微分方程的零初态响应与零输入响应运动模态的概念、传递函数的定义和性质、典型元部件传递函数的求法系统结构图的绘制、等效变换、梅森公式在结构图和信号流图中的应用基本要求：利用复阻抗的概念建立无源网络的结构图;利用复阻抗的概念建立有源网络的传递函数熟悉控制系统常用元部件的传递函数掌握控制系统结构图的绘制方法及串联、并联、反馈三种基本等效变换用等效变换方法或梅森公式求系统结构图或信号流图的各种传递函数主要考点建立控制系统的微分方程；传递函数的概念；结构图等效变换及求复杂系统的传递函数。
例1:试用结构图等效化简下图系统的传递函数例2: 两级RC滤波网络的结构图如图所示，试采用结构图等效变换法化简结构图。
步骤一: 向左移出相加点，向右移出分支点步骤二:化简两个内部回路，合并反馈支路步骤三: 反馈回路化简例3:系统结构图如下，求传递函数[解]：结构图等效变换如下：例4: 已知系统方程组如下，试绘制系统结构图，并求闭环传递函数 。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-=--=)()()()()]()()([)()]()()()[()()()]()()[()()()(3435233612287111s X s G s C s G s G s C s X s X s X s G s X s G s X s C s G s G s G s R s G s X 解 : 系统结构图如下图所示。
西电自动控制总复习答案
lg ω
ω rad s
-40
− 60 rad s
-60
ϕ(ω)0
0 -90
lg ω
ω rad s
-180 -270
15数和补偿装置对数 幅频渐近曲线如图所示，要求： （1）画出补偿后系统的对数幅频渐近曲线； （2）写出补偿后系统的传递函数和相角（位）裕量。
解:(1)画出补偿后系统的对数幅频渐近曲线的伯德图 如图土线所示 【未补偿系统的伯德图如图红线所示】 (2) 由图可知未补偿系统的传递函数为：
essd = lime(t ) = limSEd (S ) = 0
t →∞ s→0
8
4
设单位负反馈系统的开环传递函数为
K G(S ) = S (S + 3)(S + 6)
若要求闭环特征方程的实部均小于 01，K值应取什么范围？ 解:
C (s) G (S ) K M (s) = = = 3 R ( s ) 1 + G ( S ) S + 9 S 2 + 18 S + K
ωn C(s) 100 102 M(s) = = 2 = 2 = 2 R(s) S + 6S +100 S + 2 • 0.3•10S +102 S + 2ξωnS +ωn2
2
（2）单位阶跃响应 ⎛ 1 − ξω nt s in ⎜ ω n 1 − ξ 2 t + + a rc ta n C (t ) = 1 − e ⎜ 1−ξ 2 ⎝
特征方程式：S 3 + 9 S 2 + 18S + K = 0 , 取S = Z − 1
(Z 新的特征方程式： − 1) + 9(Z − 1) + 18(Z − 1) + K = 0
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第五章
• 应用内容 BODE图 A.绘制常规BODE图 B.由BODE图计算传递函数 C.计算相位裕量，增益裕量 奈奎斯特图 A.系统稳定性判定
第七章
• 识记内容 脉冲传递函数定义 零阶保持器传递函数 Z域下的终值定理 G(Z)的型号定义 静态误差系数的定义
第七章
• 理解内容 可被离散环节的条件 梅逊公式在离散控制系统中的应用 系统稳定的充分必要条件 不同型号系统跟踪输入信号的能力
第一章
• 识记内容： 开环控制与闭环控制 典型自动控制系统的基本组成 自动控制系统基本性能要求
第二章
• 识记内容 传递函数定义、常见传递函数表示法 典型环节的传递函数 闭环传递函数定义 误差传递函数定义 梅逊公式
第二章
• 理解内容 框图的等效变换 A.串联、并联、反馈连接等效变换 B.引出点的前移、后移等效变换 C.相加点的前移、后移等效变换 梅逊公式 A.前向通路增益 B.回路增益 C.互不接触回路 D.Δ的余式
第三章
• 应用内容 劳斯稳定性判据 A.系统稳定性判定 B.系统稳定条件计算 稳态误差计算 A.指定输入下的稳态误差计算 B.满足稳态误差条件的开环增益计算
第四章
• 识记内容 根轨迹概念 等效开环传递函数
第四章
• 理解内容 实轴上根轨迹段判定 渐近线与实轴夹角计算 分离点计算 Байду номын сангаас轨迹与虚轴的交点计算 起始角、终止角计算
第七章
• 应用内容 计算系统开环脉冲传递函数、闭环脉冲传 递函数 利用双线性变换和劳斯稳定判据判稳 计算离散系统的稳态误差
追求人生的美好!
我们的共同目标!
第二章
• 应用内容 框图的等效变换 梅逊公式 各类传递函数的计算
第三章
识记内容： 典型输入信号的传递函数 阶跃相应的动态性能指标 二阶系统的暂态性能指标的计算公式 S域下的终值定理公式 开环系统的型号定义 静态误差计算公式
第三章
• 理解内容 二阶环节阻尼比与系统暂态响应形态关系 系统稳定的充分必要条件 劳斯稳定性判据 开环增益和系统稳定性及稳态误差的关系 不同型号系统跟踪不同输入信号的能力
第四章
• 应用内容 常规根轨迹绘制（至少需要5条规则） 由根轨迹判定系统稳定条件 参数根轨迹
第五章
• 识记内容 频率响应定义 传递函数转换频率响应
典型环节的频率响应（伯德图和奈奎斯特图)
ω 剪切角频率ωc定义，相位穿越角频率 g定义
相位裕量定义、增益裕量定义
第五章
• 理解内容 BODE图 A.低频段斜率与系统型号的关系 B.转折角频率和斜率叠加的关系 C.高频段斜率和传函分子、分母幂的关系 D.对数幅值近似计算中，分清参与计算的环节和不 参与计算的环节 E.相频特性低频渐近线、高频渐近线，相位变化和 斜率变化的关系 奈奎斯特稳定性判据 A. P,N,Z的含义 B. 使用公式Z=P+N和Z=P+2N的条件，N+，N-的定义 C.正负穿越的概念