自动控制原理考试大纲.ppt

《自动控制原理》考试复习大纲 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 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 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 第三章 线性系统的时域分析法 知识点： 控制系统时域动态性能指标的定义与计算 误差的定义与稳态误差的计算 系统稳定性的定义与判断法则 系统动态性能分析 基本要求： 一阶系统阶跃响应的求法、一阶系统动态性能指标的计算公式推导 典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算、性能指标与特征根的关系 改善二阶系统动态性能指标的方法 主导极点与偶极子的概念及其应用 劳斯判据及其应用 静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算 扰动引起的误差的定义与计算方法 减小和消除稳态误差的方法 第四章 线性系统的根轨迹法 知识点： 根轨迹的基本概念 根轨迹的模值条件与相角条件 根轨迹绘制的基本法则 广义根轨迹 系统性能的分析 基本要求： 由系统的特征方程求开环增益从零到无穷变化时的根轨迹方程（ 或开环零点、或开环极点从零到无穷变化） 根轨迹的模值方程与相角方程的几何意义 零度根轨迹与180度根轨迹的绘制法则 由根轨迹分析系统稳定性、分析参数变化对系统运动模态的影响 第五章 线性系统的频域分析法 知识点： 频率特性的概念及其图示法 开环频率特性的绘制 奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据 稳定裕度 基本要求： 频率特性的计算方法（切记：稳定系统正弦响应的稳态分量，是与输入同频率的正弦信号，其幅值和相角均随输入信号的频率而改变；其稳态误差也是与输入同频率的正弦信号，其幅值和相角也随输入正弦的频率而改变） 典型环节的频率特性，其中振荡环节的两组特征点要记住 开环系统幅相曲线的绘制、对数频率特性曲线的绘制，对数坐标系的应用 由最小相位系统的对数幅频渐近曲线求传递函数的方法 奈奎斯特稳定判据及对数稳定判据 稳定裕度的物理意义及计算方法 第六章 线性系统的校正方法 知识点： 系统的设计与校正问题 常用校正装置及其特性 串联校正 基本要求： 串联超前校正网络的设计方法、串联滞后校正网络的设计方法 串联滞后-超前校正网络的设计、PID校正的特点  计算公式： 如何确定串联校正装置的类型 串联超前校正主要是利用超前网络或PD控制器的相角超前特性。只要正确地将超前网络的交接频率1/Τ和1/αΤ选在待校正系统截止频率的两边，并适当选择参数α和Τ，就可以使已校正系统的截止频率和相角裕度满足性能指标的要求，从而改善系统的动态性能。当线性系统对动态性能指标的要求较高时，可采用串联超前校正。但以下两种情况不采用超前校正： 1. 需要超前网络提供的超前角大于60°。此时超前网络的α值必须选得很小，从而造成  已校正系统带宽过大，系统抗干扰能力差； 2. 在截止频率附近相角迅速减小的待校正系统，一般不适合采用超前校正。 串联滞后校正主要是利用滞后网络或PI调节器的高频幅值衰减特性，使已校正系统截止频率下降，从而使系统获得足够的相角裕度。在系统响应速度要求不高而抑制噪声性能要求较高，或待校正系统已具备满意的动态性能，仅稳态性能不满足指标要求时，可采用串联滞后校正。 串联滞后—超前校正兼有滞