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第一篇基木原理和基本概念第三章控制系统的时域分析
自学指导书
课程名称：自动控制理论
编写者：王老师
自学时间安排:1:2
私用范围：函授(专升本)
一、学习目的和要求
《自动控制原理》是电气类本科生的一门必修的专业基础课程。本课程是一门理论性和
实践性都很强的课程。通过本课程学习，学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本原
理与方法，同时还培养学生定性分析、定量计算、通过实验初步联系工程实际等方面的综合技
术能力，为后续课程、毕业设计以及将来参加实际工作奠定基础。
通过本课程的教学，要求学生：
(1)掌握自动控制系统的基本概念，区分开环与闭环控制系统，了解控制系统性能的基
本要求；
(2)了解连续系统数学模型，掌握控制系统微分方程的建立和传递函数概念，能熟练运
用结构图或信号流图建立控制系统的复数域数学模型。
(3)7解控制系统时域分析的方法，掌握系统稳定性的基本概念和条件，能熟练运用劳
斯稳定判据判断系统的稳定情况；了解暂态性能指标和稳态性能指标，能熟练求解欠阻尼二阶
系统的动态性能指标及控制系统的稳态误差；
(4)
理解频率法的基本概念，掌握开环频率特性的绘制方法并能根据奈氏图和伯德图判断
系统的稳定性，掌握稳定裕度的计算。
第一篇基木原理和基本概念第三章控制系统的时域分析
二、学习方法
三、学习进度表
四、各章节的内容、重点、难点和作业题、思考题（分章节列出）
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第章自动控制的基本概念（1学时）
内容：
第一节自动控制系统
1.自动控制和自动控制系统基本概念
自动控制：
在没有人直接参与的情况下，利用控制设备或装置，使被控对象的被控量自动
的按预定的规律变化。
自动控制系统：能自动对被控对象的被控量（或工作状态）进行控制的系统。
被控对象（又称受控对象）：指工作状态需要加以控制的机械、装置或过程。
被控量:表征被控对象工作状态且需要加以控制的物理量，也是自动控制系统的输出量。给
定值（又称为参考输入）：希望被控量趋近的数值。又称为规定值。
扰动量（又分为内扰和外扰）：引起被控量发生不期望的变化的各种内部或外部的变量。
控制装置（又称控制器或调节器）：组成控制系统的两大要素之一（另一大要素即为被控
对象），是起控制作用的设备或装置。
负反馈控制原理：将系统的输岀信号反馈至输入端，与给定的输入信号相减，所产生的偏
差信号通过控制器变成控制变量去调节被控对象，达到减小偏差或消除偏差的目的。
2.自动控制原理的组成和方框图
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典型的自动控制系统的基本组成可用图的方框图来表示。其中的基本环节有：
1）受控对象：需要控制的装置、设备及过程。
2）测量变送元件：测量被控量的变化，并使之变换成控制器可处理的信号（一般是电信号）。
3）执行机构：将控制器发来的控制信号变换成操作调节机构的动作。
4）调节机构：可改变受控对象的被控量，使之趋向给定值。
5）控制器：按照预定控制规律将偏差值变换成控制量。
自动控制装置
1
图典型的自动控制系统
3.自动控制系统的基本控制方式
自动控制系统的基本控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制三种。
开环控制适用于控制任务要求不高的场合。工程上绝大部分的自动控制系统为闭环控制
第一篇基木原理和基本概念第三章控制系统的时域分析
对控制任务要求较高，且扰动量可测量的场合，常采用复合控制系统（又称前馈一一反馈复合
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