自动控制原理

第一章

控制系统导论

1、自动控制系统的组成：控制器、被控对象、反馈环节、给定装置等。
2、自动控制系统基本控制方式：开环控制、闭环控制和复合控制三种方式。
3、反馈是将检测出来的输出量送回到系统的输入端，并与输入量进行比较的过程。反馈有正反馈和负反馈
之分，只有负反馈能改善系统性能。

第二章

控制系统的数学模型

1、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入量的拉氏变换之比。
2、为传递函数的参数形式，τi(i=1,2,…,m)和

Tj(j=1,2,…,n)为系统中各环节的时间常数, K 为系统的放大倍数。

3、为传递函数的零极点形式，zi ( i =1,2,…,m)和

pj(j=1,2,…,n)分别称为传递函数的零点和极点,K1 称为传递函数的增益（或根轨迹增益）。
4、传递函数的概念适用于线性定常系统，传递函数的结构和各项系数包括常数项完全取决于系统本身结构；
它是系统的动态数学模型，与输入信号的具体形式和大小无关，不反映系统的内部信息。
5、传递函数是在零初始条件下定义的。但是，对输入量加于系统之前, 系统处于稳定工作状态的情况同样适
用。

6、传递函数不能（能或不能）反映系统或元件的学科属性和物理性质。物理性质和学科类别截然不同的系
统可能（可能

或不可能）具有完全相同的传递函数。

第三章线性系统的时域分析法

1、系统的模态（响应形式）由闭环极点确定，闭环零点只影响响应的幅值。闭环极点的不同取值，动态过
程有单调上升，衰减振荡、发散振荡和等幅振荡四种形式。
2、动态过程包含了系统的稳定性、快速性、平稳性等信息。
3、稳态过程是指时间 t 趋近于无穷大时, 系统输出状态的表现形式。它表征系统输出量最终复现输入量的程
度。稳态过程包含系统的稳态误差等信息。

4、一阶系统的典型响应与时间常数 T 密切相关。时间常数越小, 响应越快, 跟踪误差越小, 输出信号的滞后时
间也越短。
5、二阶系统的阶跃响应性能定性分析可知，ωn 一定， ζ 与系统性能的关系：0< ζ <1 欠阻尼，衰减振荡；ζ
＝

1 临界阻尼，单调上升； ζ >1 过阻尼，单调上升；

ζ =0 无阻尼，等幅振荡。
6、二阶系统的阶跃响应性能定性分析可知，ωn 一定，ζ 越大，平稳性越好，但是，上升速度越慢，快速性
越差。

0.4＜ ζ＜0.8，快速性和平稳性均较好。

7、二阶系统的阶跃响应性能定性分析可知，ζ 一定时，ωn 越大，上升速度和调节速度越快，且 ωn 的变化
不改变系统的平稳性。
7、二阶系统，阻尼比 ζ 越小，超调量越大，平稳性越差，调节时间 ts 长； ζ 过大时，系统响应迟钝，调节
时间

ts 也长，快速性差； ζ=0.7，调节时间最短，快速性最好，而超调量(%<5%，平稳性也好，故称 ζ=0.7

为最佳阻尼比。
8、二阶系统中，引入比例微分控制，系统阻尼增加，其对振荡的抑制强于闭环零点对振荡的扩大。因此，
总体是使超调减弱，改善平稳性；

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