自动控制原理知识点总结.doc

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1、第一章（概念题）1、所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（被控对象或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（被控量）自动地按照预定的规律运行。2、200年代，是系统和控制思想空前活跃的年代，1945年贝塔朗菲提出了《系统论》，1948年维纳提出了著名的《控制论》，至此形成了完整的控制理论体系——以传递函数为基础的经典控制理论，主要研究单输入单输出、线性定常系统的分析和设计问题。3、现代控制理论其中包括以状态为基础的空间状态法、贝尔曼的动态规划法和庞特里亚金的极小值原理，以及卡尔曼滤波器

2、。4、自动控制系统的分类（1）按控制方式：开环控制、反馈控制、复合控制；（2）按元件类型：机械系统、电气系统、液压系统、气动系统、生物系统；（3）按系统功能：温度控制系统、压力控制系统、位置控制系统；（4）按系统性能：线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统、确定性系统和不确定性系统；（5）按输入量变化规律：恒值控制系统、随动系统、程序控制系统。5、对每一类系统被控量变化全过程提出的共同基本要求都是一样的，且可以归结为稳定性、快速性和准确性，即稳、准、快的要求。第二章（方框图化简、信号流图和梅森增益公式、电路图）2-1控制

3、系统的时域数学模型1、建立系统数学模型的两种方法是分析法和实验法2、实验法是人为地给系统施加某种测试信号，记录其输出响应，并用适当的数学模型去逼近，这种方法称为系统辨识。3、时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程和状态方程；复数域中有传递函数、结构图；频域中有频率特性等。4、线性系统的重要性质是可以应用叠加原理。叠加原理有两重含义，即具有可叠加性和均匀性（或齐次性）2-2控制系统的复数域数学模型1、传递函数的定义：线性定常系统的传递函数，定义为零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输出量的拉氏变换之比。2、传递函数的性质：1）传递函数是复变量

4、s的有理真分式函数，具有复变函数的所有性质；m<=n,且所有系数均为实数。2）传递函数是一种用系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式，它只取决于系统或元件的结构和参数，而与输出量的形式无关，也不反映系统内部的任何信息。3）传递函数与微分方程具有相通性4）传递函数G(s)的拉氏反变换是脉冲响应g(t)。3、传递函数的零极点相当于化成首1的形式尾1形式算出来的增益K是开环增益首1形式算出来的增益K是根轨迹增益4、典型环节的传递函数：比例环节G(s)=K;积分环节G(s)=微分环节G(s)=s惯性环节G(s)=一阶微分环节G(s)=Ts+1振荡

5、环节G(s)=二阶微分环节G(s)=T1s2+T2s+1延迟环节G(s)=e-τs2-3控制系统的结构图与信号流图1、结构方框图：（1）信号线：信号线是带有箭头的直线（2）引出点：引出点表示信号引出或测量的位置，从同一位置引出的信号在数值和性质方面完全相同。（3）比较点：比较点表示对两个以上的信号进行加减运算，“+”号表示相加，“-”号表示相减，“+”号可以省略不写。（4）方框：方框表示对信号进行的数学变换，方框中写入元部件或系统的传递函数。（5）串联、并联、反馈方框的简化和比较点和引出点的移动（计算传递函数）2、信号流图（1）源节点（输入节

6、点）在源节点上，只有信号输出的支路，而没有信号输入的支路，它一般代表系统的输入变量，故也称输入节点。（2）阱节点（输出节点）在阱节点上，只有输入支路而没有输出支路，它一般代表系统的输出变量，故也称输出节点（3）混合节点在混合节点上，既有输入支路，又有输出支路。（4）前向通路信号从输入节点到输出节点传递时，每个节点只通过一次的通路，叫前向通路。前向通路上各支路增益之乘积，称前向通路总增益。（5）回路起点和终点在同一节点，而且信号通过每一节点不多于一次的闭合通路称为单独回路，简称回路。回路中所有支路增益之乘积叫回路增益。（6）不接触回路回路之间没

7、有公共节点时，这种回路叫不接触回路。（7）梅森增益公式（计算）（8）电路图（看题2-13）第三章（时域分析一律用闭环传递函数；系统稳定性判据；动态性能和稳态性能的计算；从图上看出性能指标；和相关）3-11、动态性能（1）上升时间tr指响应从终值10%上升到终值90%所需的时间；对于有振荡的系统，亦可定义为从零第一次上升到终值的时间。上升时间是系统响应速度的一种度量。上升时间越短，系统响应越快。（2）峰值时间tp指响应超过终值到达第一个峰值所需的时间。（3）调节时间ts指响应到达并保持在终值内所需的最短时间。（4）超调量指响应的最大偏离量c(t

8、p)与终值c()的差与终值c()比的百分数，即若c(tp)