《自动控制原理》课程概念性知识复习提纲详细版

第一章：

1.自动控制的任务（背）：是在没有人直接参与下，利用控制装置操纵被控对象，使被控量等于给定值。 2.自动控制基本方式一.按给定值操纵的开环控制 二.按干扰补偿的开环控制 三.按偏差调节的闭环控制 3.性能要求：稳快准 第二章：

4.微分方程的建立：课后2.5 5.传递函数定义（背） 线性定常系统（或元件）的传递函数为在零初始条件下，系统（或元件）的输出变量拉氏变换与输入变量拉氏变换之比。 这里的零初始条件包含两方面的意思，一是指输入作用是在t=0以后才加于系统，因此输入量及其各阶导数，在

??t=0时的值为零。二是指输入信号作用于系统之间系统是静止的，即t＝0时，系统的输出量及其各阶导数为零。这是反映控制系统的实际工作情况的，因为式（2-38）表示的是平衡工作点附近的增量方程，许多情况下传递函数是能完全反映系统的动态性能的。

6.结构图化简：课后2.14（结构图化简一道大题，梅森公式化简一道大题） 复习要点

7.几种传递函数（要求：懂得原理）一.输入信号r(t)作用下的系统闭环传递函数 二.干扰信号n(t)作用下的系统闭环传递函数 三.闭环系统的误差传递函数 8.阶跃响应，脉冲响应，传递函数之间的关系 阶跃响应：H(s)=

11 单位斜坡响应：Ct（s）=2 单位脉冲响应：K(s)=?(s) ss1111H(s)??(s)??K(s)? Ct(s)??(s)?2?H(s)? 综合可得 K(s)=sH(s) H(s)=sCt

ssss

第三章：

9.阶跃响应的性能指标有哪些，各个性能指标的意义是什么。

td：指单位阶跃响应曲线h(t)上升到其稳态值的50%所需要的时间 延迟时间 上升时间tr：指单位阶跃响应曲线h(t)，从稳态值的10%上升到90%所需要的时间（也有指从零上升到稳态值所需要的时间） 峰值时间tp：指单位阶跃响应曲线h(t)，超过其稳态值而达到第一个峰值所需要的时间。 超调量?%：指在响应过程中，超出稳态值的最大偏移量与稳态值之比，即 ?%?h(tp)?h(?)h(?)?100%，式中：h(tp)是单位阶跃响应的峰值；h(?)是单位阶跃响应的稳态值 调节时间ts：在单位阶跃响应曲线的稳态值附近，取?5%（有时也取?2%作为误差带，响应曲线达到并不再超出该误差带的最小时间，成为调节时间（或过渡过程时间）。调节时间ts标志着过渡过程结束，系统的响应进入稳态过程。 稳态误差ess：当时间t趋于无穷时，系统单位阶跃响应的实际值（即稳态值）与期望值[一般为输入值1（t）]之差，一般定义为稳态误差。即ess?1?h(?) 延迟时间、上升时间、峰值时间 表征 系统响应初始段的快慢；调节时间，表示系统过渡过程持续的时间，是系统快 速性的一个指标，超调量反映系统响应过程的平稳性，稳态误差则反映系统复现输入信号的最终（稳态）精度。 10.从平稳性，快速性和稳态精度三个方面，简述典型二阶欠阻尼系统结构参数?，?n对阶跃相应的影响。 由于欠阻尼二阶系统具有一对实部为负的共轭复特征根，时间响应呈衰减振荡特性，故又称为振荡环节。 系统闭环传递函数的一般形式为

2?nC(s) ?22R(s)s?2??ns??n2由于0

2式中，????n，为特征根实部之模值，具有角频率量纲。?d??n1??，称为阻尼振荡角频率，且?d??n

平稳性：阻尼比??，超调量?，响应振荡倾向越弱，平稳性越好。反之，阻尼比??，超调量?，振荡越强，平稳性越差。

当?＝0时，零阻尼响应为h(t)?1?cos?nt,t?0，具有频率为?n的不衰减（等幅）振荡。 超调量与阻尼比的关系：

?d??n1??2 阻尼比?一定，?n?，?d?，平稳性越差。

快速性:?＝0.707时，超调量?%<5%，平稳性最好。

稳态精度：由式3-25可看出，瞬态分量随时间t的增长衰减到零，而稳态分量等于1，因此，上述欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应稳态误差为零。