《自动控制理论》课程学习指导资料

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1、《自动控制理论》课程学习指导资料《自动控制理论》课程学习指导资料本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《自动控制理论》（第二版，孙扬声主编，中国电力出版社，1993年）以及课程学习光盘，并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于电气工程及其自动化专业专科升本科学生。第一部分课程的学习目的及总体要求一、课程的学习目的本课程是电气工程及其自动化专业的技术基础课。总的目的是使学生获得在本专业领域中所必需的、以经典控制理论为主的基础知识，为学习后继有关专业课，并为毕业后从事相关专业的实际工作，打下理论基础。本课程的基本任务是：

2、掌握自动控制工程中的基本数学方法；掌握本专业领域中常用的控制系统分析与校正基本方法。本课程以线性常微分方程、Laplace变换以及线性代数等内容作为数学基础。要求在《电路理论》课程中掌握一阶网络和二阶网络的分析方法。本课程是《电力系统自动装置原理》，《计算机控制技术》等课程的理论基础。在后面课程讲授时，建立数学模型与本课程内容相呼应，并利用控制理论对所构成的控制系统，进行适当分析。二、课程的总体要求木学科发展迅速，内容广泛，由于讲课学时有限，只能突出重点适当照顾全面。重点放在经典控制理论中的频率响应法和根轨迹法上。通过讲课、课外练习、课堂讨论及实验等环节，

3、应使学生达到下列基本要求：1.掌握用传递函数建立数学模型的基本方法；2.掌握控制系统稳态响应分析方法；3.掌握频率特性和根轨迹的作图法及暂态响应分析法；4.掌握线性连续系统稳定性分析中的几种主要方法；1.掌握以Bode图和根轨迹法为基础的系统校正方法；2.掌握对控制系统性能的要求，并熟悉有关的性能指标。第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章绪论仁本章学习要求（1）熟悉自动控制理论发展概况。（2）熟悉自动控制理论的发展前景。（3）熟悉本课程的任务与内容。（4）掌握自动控制系统的基本概念。（5）掌握自动控制系统的作用及分类。（6）掌握开环控制系统，

4、闭环反馈控制系统的结构与特点。1・2、本章重点难点分析自动控制系统的基本概念，开环系统与闭环反馈控制系统的异同。2.3、本章典型例题分析例：如图所示的发电机电压调节系统，试分析系统的工作原理，画岀方框图并指出系统的结构特点。解：发电机在电枢转速和激磁电压恒定不变时，负载变化将引起输出电压和电枢回路电流的改变。当负载增大时，将引起电枢电压下降和电枢电流增大，因此，电枢回路的电流在电阻R上的电压增大，Ub也增大，由于山与in的极性一致，因而发电机的激磁电压上升，使输出电压增大。这种由扰动产生附加控制作用的系统是扰动控制系统。（本系统是将负载变化作为扰动输入的，

5、只能克服负载变化对发电机输出电压的影响。）系统方框图如图所示。fit夫3.4、本章作业Tl-3,Tl-4,Tl-5,Tl-6,T1-7第三章传递函数的建立1、本章学习要求（1）熟悉环节的传递函数及负载效应。（2）掌握基本环节及其传递函数。（3）掌握闭环及开环传递函数的概念。（4）熟练掌握结构图等效变换；明确结构图与信号流图间的关系。（5）熟练掌握运用梅逊公式求系统传递函数。2、本章重点难点分析系统的传递函数结构图及其变换与化简。基本环节及其传递函数。3、本章典型例题分析例:片=GQ2G3G4G5P2=GGG4G5P3=Gfi2G7L=-GH厶=—Gfij

6、H2厶=-g6g4g5h2&=一G2G3G4G5H2A.=l亠=1亠=1-厶△=1—(厶+笃+厶+厶

7、)+厶厶G&2G3G4G5+G&6G4G5+G&2G7(1+G4H1)1+G4HI+Gfi^H2+2+G2G3G4G5H2+24、本章作业T3-l,T3-3,T3-4,T3-5,T3-10,T3-11第四章反馈控制系统的性能及时域分析1、本章学习要求(1)熟悉闭环主导极点的概念。i.(3)掌握对控制系统性能的要求，并熟悉有关的性能指标。ii.(4)掌握稳态误差的消除及补偿措施。iii.(5)熟练掌握一阶及二阶系统的暂态响应，性能指标与极点配置的关系。iv.

8、(6)熟练掌握一阶系统、二阶欠阻尼系统动态性能计算方法及应用限制条件。v.(7)熟练掌握稳态误差的概念；了解终值定理应用的限制条件。vi.(8)熟练掌握计算稳态误差的一般方法；静态误差系数法及其应用的限制条件。2、本章重点难点分析评价白动控制系统的技术性能准则。稳态及误差的基本概念。系统无差度的型与稳态误差系数的关系以及积分环节在开环通路中的位置对稳态准确度的影响。二阶系统单位阶跃作用下的暂态响应性能及其与极点配置的关系。3、本章典型例题分析例：一个二阶系统，要求^=0.707ts=0.5求系统极点位置。解:0=45°例：已為统鬧梆如飾裁哽求当/⑺=tff

9、(F)=l⑺时的稳态误差。(定义：e(t)=r{t)—c(t))解