控制工程基础学习笔记(DOC)

《控制工程基础》课程考核知识点：第1章绪论考核知识点：（一）机械工程控制的基本含义1.控制论与机械工程控制的关系；2.机械工程控制的研究对象。

（二）系统中信息、信息传递、反馈及反馈控制的概念1.系统信息的传递、反馈及反馈控制的概念；2.系统的含义及控制系统的分类。

第2章控制系统的数学模型考核点：（一）数学模型的概念1.数学模型的含义；2.线性系统含义及其最重要的特征——可以运用叠加原理；3.线性定常系统和线性时变系统的定义；4.非线性系统的定义及其线性化方法。

（二）系统微分方程的建立1.对于机械系统，运用达朗贝尔原理建立运动微分方程式；2对于电气系统运用克希霍夫电流定律和克希霍夫电压定律，建立微分方程式；3.简单液压系统微分方程式的建立。

（三）传递函数1.传递函数的定义；2.传递函数的主要特点：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中S的阶数必不少于分子中S的阶次；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理系统只要它们的动态特性相同，其传递函数相同；3.传递函数零点和极点的概念。

（四）方块图及系统的构成1.方块图的表示方法及其构成；2.系统的构成（1）串联环节的构成及计算；（2）并联环节的构成及计算；（3）反馈环节的构成及计算；3.方块图的简化法则（1）前向通道的传递函数保持不变；（2）各反馈回路的传递函数保持不变；4.画系统方块图及求传递函数步骤。

（五）机、电系统的传递函数1.各种典型机械网络传递函数的计算及表示方法；2.各种典型电网络及电气系统传递函数的计算及表示方法；3.加速度计传递函数计算；4.直流伺服电机驱动进给系统传递函数计算。

.第3章控制系统的时域分析考核知识点：（一）时间响应1.时间响应的概念；2.瞬态响应和稳态响应的定义。

（二）脉冲响应函数1.脉冲响应函数的定义；2.脉冲响应函数与传递函数的关系；3.如何利用脉冲响应函数求系统在任意输入下的响应。

《控制工程基础》考试知识点一、控制工程基础考试的总体要求：控制工程基础是以控制理论为基础，密切结合工程实际的—门专业基础课。

本课程主要内容包含相关的数学模型的建立、时域分析、频域分析、综合校正的基本理论及基本分析计算方法。

二、需掌握的课程基本内容和具体要求(一)控制系统的基本概念(1)控制的任务，被控制对象、输入量、输出量、扰动量的概念。

(2)开环控制系统、闭环控制系统及反馈的概念。

(3)控制系统的组成、分类、基本环节及对控制系统的基本要求。

(4)三种基本控制方式及特点。

(二)控制系统的数学模型(1)数学模型概念。

简单机、电元件及系统列写微分方程式的方法。

(2)控制系统开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数的含义，控制系统的微分方程建立传递函数计算。

(3)传递函数的定义、性质、求法，典型环节的传递函数及瞬态(动态)特性。

(4)系统方框图描述及闭环传递函数推导。

系统结构图绘制方法及简化原则，串联、并联、反馈连接时传递函数的求法。

用结构图简化方法及梅逊公式，求系统的传递函数。

(三)控制系统时域分析(1)定常系统时域性能分析的基本内容，典型输入信号和时域性能指标。

(2)时间响应概念(3)—阶系统的瞬态响应。

(4)二阶系统的瞬态响应与性能指标。

(5)稳定性的概念，判别系统闭环稳定性的主要条件：劳斯稳定判据：稳态误差分析计算(误差定义、静态误差系数、动态误差系数)：扰动误差：减小稳态误差方法。

(6)系统零、极点与系统瞬态响应的关系：(7)系统的稳态误差：典型输入下的稳态误差、扰动输入下的稳态误差。

(四)控制系统的频域分析(1)频率特性基本概念。

(2)频率特性的表示方法：极坐标图、对数频率特性图。

(3)典型环节(放大、积分、微分、惯性、—阶微分、二阶振荡环节)频率特性，系统开环频率特性曲线绘制方法。

(4)奈魁斯特稳定判据与对数频率稳定判据。

(5)开环系统与闭环系统的频率响应；控制系统的相对稳定性：相角裕量、幅值裕量定义及计算方法。

控制工程基础知识点【篇一：控制工程基础知识点】◎控制论与系统论、信息论的发展紧密结合，使控制论的基本概念和方法被应用于各个具体科学领域其研究的对象从人和机器扩展到环境、生态、社会、军事、经济等许多方面，，并将控制论向应用科学方面迅速发展。

其分支科学主要有：工程控制论、生物控制论、社会控制论和经济控制论、大系统理论、人工智能等。

◎闭环控制系统主要由给定环节、比较环节、运算放大环节、执行◎由此可见，系续稳定的充分必要条件是：系统特征方程的根全部具有负实部。

系统的特征根就是系统闭环传递函数的极点，因此，系统稳定的充分必要条件还可以表述为系统闭环传递函数的极点全部位于〔s〕平面的左半平面线性定常系统对正弦输入的稳态响应被称为频率响应，该响应的频率与输入信号的频率相同，幅值和相位相对于输入信号随频率 w 的变化而变化，反映这种变化特性的表达式 x (? ) 和-arctantw 称系统的频率特性，它与系统传递函数的关系将 g(s)中的s 用 jw 歹取代， g(jw)即为系统的频率特性。

环节、被控对象、检测环节（反馈环节）组成◎开环控制反馈及其类型：内反馈、外反馈、正反馈、负反馈。

◎1、从数学角度来看，拉氏变换方法是求解常系数线性微分方程的工具。

可以分别将“微分”与“积分”运算转换成“乘法”和“除法”运算，即把微分、积分方程转换为代数方程。

对于指数函数、超越函数以及某些非周期性的具有不连续点的函数，用古典方法求解比较烦琐，经拉氏变换可转换为简单的初等函数，就很简便。

2、当求解控制系统输入输出微分方程时，求解的过程得到简化，可以同时获得控制系统的瞬态分量和稳态分量。

3、拉氏变换可把时域中的两个函数的卷积运算转换为复频域中两函数的乘法运算。

在此基础上，建立了控制系统传递函数的概念，这一重要概念的应用为研究控制系统的传输问题提供了许多方便。

◎描述系统的输入输出变量以及系统内部各变量之间的数学表达式称为系统的数学模型，各变量间的关系通常用微分方程等数学表达式来描述。

一、系统系统中某一局部的变化全波及全局，即“牵一发而动全身”，因此独立地研究系统的某个局部已不能满足要求，因此必须考虑各部分的联系，作为一个有机的整体加以研究与分析，这个有机的整体称为“系统”。

以整体作为对象进行研究，称为以“系统”的观点分析和处理客观对象。

１、任何一个系统都是处于同外界，或其他系统相互联系之中的，也是处于不断运动之中的。

２、系统由于内容存在相互作用的机制，又由于同外界的相互作用就会相应的行为，称为输出，或响应。

外界对系统的作用用输入来描述，系统对外界的作用用输出来描述。

３、系统的特性不是组成它的元件或子系统的特性的简单总和，而是要复杂得多和丰富得多。

二、机械系统１、定义：以实现一定的机械运动，输出一定的机械能，以及承受一定的机械载荷这目的系统，称为机械系统。

２、机械系统的输入又称为激励，输出又称为响应。

例如输入是作用力，输出响应是位移或变形。

３、系统受到的外界环境的作用又可分为：控制作用——人为地、有意识地加给系统的激励；扰动——因偶然因素产生的，无法加以人这控制的激励。

两者都可称为输入激励，甚至于系统的初始状态也可称为初始输入激励。

三、模型１、模型是认识、分析和描述系统的工具。

一般指用数学方法描述的抽象的理论模型，用来表达系统内部各部分之间，或系统与外部环境之间的关系，又称为数学模型。

２、静态模型——反映系统在恒定载荷或缓变载荷作用下，或在系统平衡状态下的特性。

３、动态模型——研究系统在迅变载荷作用下，或在系统不平衡状态下的特性。

４、静态与动态模型的差别与统一—静态模型的系统输出只与现时的输入有关；而动态模型的系统输出还与以前的输入历史有关；一个用代数方程描述，一个用微分方程或差分方程描述；描述动态特性的微分方程或差分方程也能描述静态特性，使静态模型与动态模型得到统一。

第三节反馈一、反馈定义：一个系统的输出，部分或全部反过来用于控制系统的输入，称为系统的反馈。

由于系统中存在的信息反馈，使得系统的输入、输出及其系统之间存在动态关系，而系统的行为表现为动态历程。

工程控制论笔记English:Engineering control theory is a fundamental concept in project management and it involves the process of monitoring and regulating the project’s progress, quality, cost, and schedule. The purpose of engineering control is to ensure that the project is progressing as planned, and any variations from the plan are identified and addressed in a timely manner. This involves setting clear performance standards, measuring actual performance, comparing it to the standards, and taking corrective actions as necessary. Engineering control also encompasses the use of various tools and techniques such as Earned Value Management (EVM), Critical Path Method (CPM), and Gantt charts to effectively monitor and control the project. It also involves ensuring that the project adheres to relevant laws, regulations, and safety standards, and that all stakeholders are informed and involved in the decision-making process. Ultimately, engineering control is essential for successful project management as it helps in minimizing risks, ensuring quality, and achieving project objectives within the defined constraints.中文翻译:工程控制理论是项目管理中的一个基本概念，它涉及监控和调节项目的进展、质量、成本和进度的过程。

控制工程基础1. 简介控制工程是一门研究系统或过程，通过对其输入、输出以及内部状态的观测与测量，采取合适的控制手段，实现所期望的系统行为的工程学科。

控制工程具有广泛的应用范围，涵盖了工业、交通、能源、环境等各个领域。

控制工程基础是控制工程学习的第一步，它涵盖了控制工程的核心概念和基本原理。

本文档将介绍控制工程的基本概念、控制系统的组成部分、控制器的类型和设计方法等内容。

2. 控制工程基本概念2.1 系统系统是指由若干元件相互作用而构成的有机整体。

在控制工程中，系统是指需要进行控制的对象，它可以是一个物理系统、一个工艺过程或一个信息系统等。

系统的行为可以通过对其输入、输出的观测和测量来描述。

2.2 反馈反馈是控制系统中的一个重要概念，它指的是将系统输出的一部分作为反馈信号输入到系统中，用于调节系统的行为。

反馈可以分为正反馈和负反馈两种类型。

正反馈会增强系统的输出，使系统产生不稳定的行为；负反馈则能够抑制系统的输出，使系统达到稳定的状态。

2.3 控制控制是指通过采取适当的控制手段，调节系统的输入或内部状态，使系统的输出达到所期望的目标。

控制可以分为开环控制和闭环控制两种类型。

开环控制是指在没有反馈的情况下对系统进行控制，闭环控制则是通过反馈来调节系统的行为。

3. 控制系统的组成部分控制系统由四个基本组成部分构成，分别是传感器、执行器、控制器和过程。

传感器负责将系统的状态转化为信号，执行器负责将控制器输出的信号转化为对过程的控制动作，控制器负责根据输入信号和反馈信号进行计算和判断，过程则是被控制的对象。

传感器和执行器是控制系统中的输入和输出接口，它们的选择和设计直接影响系统的性能。

控制器是控制系统的核心，它通过对输入信号和反馈信号的处理，计算出控制器输出信号，控制过程的行为。

4. 控制器的类型和设计方法控制器的类型和设计方法多种多样，常见的控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器等。

比例控制器将当前的控制误差按比例转化为控制输出；积分控制器不仅考虑当前的控制误差，还考虑过去一段时间内的累积误差；微分控制器则根据当前的误差变化速度来进行控制。

控制工程基础笔记作为一名工科生，控制工程这门课就像是一座难以征服的山峰，陡峭而充满挑战。

不过，好在我有这密密麻麻的笔记，它们就像是我在攀登这座山峰时手中的绳索和拐杖。

还记得刚开始接触控制工程这门课的时候，完全是一头雾水。

那些复杂的公式、神秘的概念，就像是外星人的语言，让我摸不着头脑。

每次上课，看着老师在黑板上龙飞凤舞地写着各种符号和推导过程，我的眼睛都快瞪出来了，心里却还在想：“这到底是啥呀？”为了能跟上课程的节奏，我决定认真做笔记。

第一堂课，我就拿出了崭新的笔记本，准备大干一场。

老师一开口，我就像个速记员一样，拼命地把听到的东西都记下来。

结果，一节课下来，手都快写断了，本子上密密麻麻的，自己回头看都不知道写的是啥。

后来我发现，这样盲目地记可不行，得有重点、有方法。

于是，我开始改变策略，先认真听老师讲，理解了大致的意思后，再把关键的知识点和公式记下来。

比如说，在讲到控制系统的稳定性分析时，老师讲了劳斯判据。

这可是个重要的知识点，我在笔记上详细地写下了劳斯判据的定义、使用方法，还画了个简单的流程图来帮助自己记忆。

在笔记里，我还会记下老师举的例子。

有一次，老师讲了一个关于温度控制系统的例子。

说是一个工厂里的熔炉，需要把温度控制在一个特定的范围内，不然产品质量就会出问题。

为了实现这个控制，就用到了我们学的控制工程的知识。

我在笔记里详细地描述了这个例子，包括熔炉的工作原理、温度传感器的作用、控制器的调节过程等等。

这样，每次复习的时候，看到这个例子，就能更好地理解那些抽象的概念。

还有一次，老师在课堂上做了一个实验演示。

那是一个简单的机械臂控制系统，通过调整参数来让机械臂按照预定的轨迹运动。

我眼睛都不敢眨一下，仔细观察着老师的每一个操作步骤，然后在笔记里详细地记录下来：先打开电源，设置初始参数，然后启动机械臂，观察运动轨迹，再根据偏差进行调整……甚至连老师在操作过程中说的一些关键的话，我都原封不动地记了下来，比如：“注意这个角度，偏差有点大，得调一下这个参数。