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《自动控制原理》学习资料第一章 自动控制概论1、教学目的: 掌握自动控制系统组成结构和基本要素，理解自动控制的基本控制方式和对系统的性能要求，了解一些实际自动控制系统的控制原理。
2、基本要求： 掌握基本概念：自动控制、反馈、控制系统的构成。
要求初步了解如何由系统原理图形成系统的原理方块图及判别控制方式的方法。
要求初步了解本门课程的意义与作用。
一、自动控制的任务通常，在自动控制技术中，把工作的机器的设备称为被控对象，把表征这些机器设备工作状态的物理参量称为被控量，而对这些物理参量的要求值称为给定值或希望值（或参考输入）。
则控制的任务可概括为：使被控对象的被控量等于给定值。
下面通过具体例子来说明自动控制和自动控制系统的概念。
图1-1 水位自动控制系统水位自动控制系统：控制任务：维持水箱内水位恒定；控制装置：气动阀门、控制器；受控对象：水箱、供水系统；被控量：水箱内水位的高度；给定值：控制器刻度盘指针标定的预定水位高度；测量装置：浮子；比较装置：控制器刻度盘；干扰：水的流出量和流入量的变化都将破坏水位保持恒定；由此可见：自动控制即没有人直接参与的控制，其基本任务是：在无人直接参与情况下，只利用控制装置操纵被控对象，使被控制量等于给定值。
自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备，一般由控制装置和被控对象组成。
二、自动控制的基本方式图1-2 自动控制方框图在上图中，除被控对象外的其余部分统称为控制装置，其必须具备以下三种职能部件。
测量元件：用以测量被控量或干扰量。
比较元件：将被控量与给定值进行比较。
执行元件：根据比较后的偏差，产生执行作用，去操纵被控对象。
参与控制的信号来自三条通道，即给定值、干扰量、被控量。
下面根据不同的信号源来分析自动控制的几种基本控制方式：按给定值操纵的开环控制；按干扰补偿的开环控制；按偏差调节的闭环控制。
1、按给定值操纵的开环控制开环控制——系统的输出端与输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。
《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识11、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。
2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。
3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。
4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。
5、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。
6、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。
7、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G1(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。
8、系统前向通道传递函数为G（s），其正反馈的传递函数为H（s），则其闭环传递函数为G（s）/(1- G（s）H（s）)。
9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G（s），则闭环传递函数为G（s）/(1+ G（s）)。
10、典型二阶系统中，ξ=0.707时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为4.3%。
11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。
12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面，。
13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。
14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。
15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。
16、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。
17、对于典型二阶系统，惯性时间常数T 愈大则系统的快速性愈差。
18、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标t s 越小，即快速性越好 19最小相位系统是指S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、 补偿校正与复合校正四种。
一、单选题（共20题，40分）1、在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( )（2.0）A、低频段B、中频段C、高频段D、无法反应正确答案： C2、设单位负反馈控制系统的开环传递函数G(s)=，其中K>0,a>0，则闭环控制系统的稳定性与（）o（2.0）A、K值的大小有关B、a值的大小有关C、a和K值的大小有关D、a和K值的大小无关正确答案： D3、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( )（2.0）A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差B、C、增大系统开环增益K可以减小稳态误差D、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性正确答案： C4、传递函数定义线性定常系统在零初始状态下系统输出拉氏变换与输入拉氏变换之（）。
（2.0）A、积B、比C、和D、差正确答案： B5、下列系统中属于不稳定的系统是( )。
（2.0）A、闭环极点为的系统B、闭环特征方程为的系统C、阶跃响应为的系统D、脉冲响应为的系统正确答案： D6、系统开环对数幅频特性L(ω)中频段主要参数的大小对系统的（）性能无影响。
（2.0）A、动态B、稳态C、相对稳定性D、响应的快速性正确答案： D7、设控制系统的开环传递函数为，该系统为( )（2.0）A、 0型系统B、Ⅰ型系统C、Ⅱ型系统D、Ⅲ型系统正确答案： B8、确定系统根轨迹的充要条件是（）。
（2.0）A、根轨迹的模方程B、根轨迹的相方程C、根轨迹增益D、根轨迹方程的阶次正确答案： C9、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( )（2.0）A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢正确答案： D10、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的( )（2.0）A、低频段B、开环增益C、高频段D、中频段正确答案： D11、Z变换中复变量z的物理含义是什么？（2.0）A、滞后一个采样周期。
B、超前一个采样周期。
C、跟复变量s一样。
D、没有什么物理含义，就是为了计算方便。
第1章自动控制的一般概念⏹1.1 自动控制的基本原理与方式⏹1.2 自动控制系统的分类⏹1.3 对自动控制系统的基本要求1什么是自动控制：所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（控制器），使机器、设备或生产过程（被控对象）的某个工作状态或参数（被控变量）自动地按照预定规律运行。
2自动控制系统是指由控制装置与被控对象结合起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个有机整体3被控对象：要求实现自动控制的机器设备、生产过程，或其他对象4被控制量：指被控制系统所要控制的物理量，一般指系统的输出量5控制量：可以被改变，并影响被控制量的物理量，一般指系统的输入量6扰动：破坏控制量与被控制量之间正常函数关系的因素，称为系统的扰动7控制装置：能够对被控对象起控制作用的设备总称【控制器，控制阀】8检测装置：测量系统某些物理量值的装置【温度传感器】热水系统方框图9 对控制系统的基本要求基本要求：稳定性、快速性、准确性（稳、快、准）、抗干扰（1）稳定性：稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差应随时间变化趋于零恒值系统：被控量恢复设定值随动系统：被控量跟踪到新的值（2）快速性：指过渡过程的形式和快慢，称为动态性能（3）准确性：指过渡过程结束后稳态误差越小越好稳态误差：指过渡过程结束后，希望的输出量与实际输出量之间的误差1.3.2 典型外作用几种典型输入：阶跃函数，斜坡函数，加速度函数，脉冲函数，正弦函数拉普拉斯变换第2章控制系统的数学模型2.1 控制系统的时域数学模型2.1.1 控制系统微分方程的建立2.1.2 线性系统的特性2.1.3 线性定常微分方程求解2.1.4 非线性微分方程的线性化2.2 控制系统的复数域数学模型2.2.1 传递函数的定义和性质2.2.2 传递函数的零点和极点2.2.3 典型环节的传递函数2.3 控制系统的结构图2.3.1 结构图的基本元素2.3.2 几个基本概念及术语2.3.3 结构图的绘制2.3.4 结构图的简化2.4 信号流图与梅森增益公式2.4.1 信号流图的组成及性质2.4.2 信号流图的绘制2.4.3 梅森增益公式第3章线性系统的时域分析法3.1 系统时间响应的性能指标3.1.1 动态过程与稳态过程3.1.2 动态性能与稳态性能3.2 一阶系统的时域分析3.2.1 一阶系统的数学模型3.2.2 单位阶跃响应3.2.3 单位脉冲响应3.2.4 单位斜坡响应3.2.5 单位加速度响应3.3 二阶系统的时域分析3.3.1 二阶系统的数学模型3.3.2 单位阶跃响应3.3.3 欠阻尼二阶系统动态过程分析3.3.4 过阻尼二阶系统动态过程分析3.3.5 单位斜坡响应3.3.6 二阶系统性能的改善3.5 线性系统的稳定性分析3.5.1 稳定的基本概念3.5.2 线性系统稳定的充要条件3.5.3 劳斯—赫尔维茨稳定判据3.6 线性系统的稳态误差3.6.1 误差与稳态误差3.6.2 系统类型3.6.3 阶跃输入作用下的稳态误差3.6.4 斜坡输入作用下的稳态误差3.6.5 加速度输入作用下的稳态误差3.6.6 扰动作用下的稳态误差3.6.7 减小或消除稳态误差的措施第4章线性系统的根轨迹法4.1 根轨迹法的基本概念根轨迹：开环系统某一参数从零变化到无穷时，闭环系统特征方程的根在平面上变化的轨迹理解：⏹ 根轨迹是闭环特征根的轨迹 ⏹ 闭环特征根就是闭环系统的极点⏹ 闭环系统的极点决定了系统的稳定性等性质 ⏹ 有参数变化，特征方程的根相当于某个参数的函数 4.1.2 根轨迹方程根轨迹就是当K*变化时，系统所有闭环极点的集合，也就是当K*变化时，满足根轨迹方程的所有解的集合。
《自动控制原理》复习提纲自动控制原理复习提纲第一章：自动控制系统基础1.1自动控制的基本概念1.2自动控制系统的组成1.3自动控制系统的性能指标1.4自动控制系统的数学建模第二章：系统传递函数与频率响应2.1一阶惯性系统传递函数及特性2.2二阶惯性系统传递函数及特性2.3高阶惯性系统传递函数及特性2.4惯性环节与纯时延环节的传递函数2.5开环传递函数与闭环传递函数2.6频率响应曲线及其特性第三章：传递函数的绘制和分析3.1 Bode图的绘制3.2 Bode图的分析方法3.3 Nyquist图的绘制和分析3.4极坐标图的应用3.5稳定性分析方法第四章：闭环控制系统及稳定性分析4.1闭环控制系统4.2稳定性的概念和判据4.3 Nyquist稳定性判据4.4 Bode稳定性判据4.5系统的稳态误差分析第五章：比例、积分和微分控制器5.1比例控制器的原理和特性5.2积分控制器的原理和特性5.3微分控制器的原理和特性5.4比例积分(P)控制系统5.5比例积分微分(PID)控制系统第六章：根轨迹法6.1根轨迹的概念和基本性质6.2根轨迹的绘制方法6.3根轨迹法的稳定性判据6.4根轨迹设计法则6.5根轨迹法的应用案例第七章：频域设计方法7.1频域设计基本思想7.2平衡点反馈控制法7.3频域设计法的应用案例7.4系统频率响应的优化设计7.5频域方法的灵敏度设计第八章：状态空间分析和设计8.1状态空间模型的建立8.2状态空间的矩阵表示8.3状态空间系统的特性8.4状态空间系统的稳定性分析8.5状态空间设计方法和案例第九章：模糊控制系统9.1模糊控制的基本概念9.2模糊控制系统的结构9.3模糊控制器设计方法9.4模糊控制系统的应用案例第十章：遗传算法与控制系统优化10.1遗传算法的基本原理10.2遗传算法在控制系统优化中的应用10.3遗传算法设计方法和案例第十一章：神经网络及其应用11.1神经网络的基本概念和结构11.2神经网络训练算法11.3神经网络在控制系统中的应用11.4神经网络控制系统设计和优化方法第十二章：自适应控制系统12.1自适应控制的基本概念12.2自适应控制系统的结构12.3自适应控制器设计方法12.4自适应控制系统的应用案例第十三章：系统辨识与模型预测控制13.1系统辨识的基本概念13.2建模方法及其应用13.3模型预测控制的原理13.4模型预测控制系统设计和优化方法第十四章：多变量控制系统14.1多变量控制系统的基本概念14.2多变量系统建模方法14.3多变量系统稳定性分析14.4多变量系统控制器设计14.5多变量系统优化控制方法以上是《自动控制原理》的复习提纲，内容覆盖了自动控制系统的基本概念、传递函数与频率响应、传递函数的绘制和分析、闭环控制系统及稳定性分析、比例、积分和微分控制器、根轨迹法、频域设计方法、状态空间分析和设计、模糊控制系统、遗传算法与控制系统优化、神经网络及其应用、自适应控制系统、系统辨识与模型预测控制、多变量控制系统等知识点。
第二章 控制系统的数学模型1、传递函数（线性系统在零初始状态，脉冲输入下的响应）2、计算系统的传递函数1）列写常微分方程，得到输入r(t)与c(t)的常微分方程，再使用拉普拉斯变换为频域形式（记得系统初始状态为零），求取)()(s R s C 。
2）一些最基本的拉普拉斯变换公式as A Ae s A At s A At sA A s R s dtt r d s Y s dtt y d atnnnn+⇔⇔⇔⇔⇔⇔-,21,,),()(),()(322 3）进行反拉普拉斯变换时，即将系统的频域表达式转换成为时域表达式，一般采用部分分式分解的方法，求其中的系数时用到了留数法，见p63例2-35。
4）系统的开环传递函数与闭环传递函数的异同，注意开环传递函数和单位负反馈系统闭环传递函数之间的数学关系。
对单位负反馈系统，即H(s)=1,开环和闭环传递函数关系)()(1)(,)(11)(s s s G s G s ΦΦ-=+=Φ。
3、结构图化简和梅逊增益公式 1）理解一些基本概念比较点，引出点，前向通路，回路2）结构图化简的基本原则：保持前向通路传递函数不变，保持回路传递函数不变3）化简规则包括：引出点的前（后）移动，比较点的前（后）移动，并联相加，串联相减，回路等效（见下图）。
4）根据信号流图使用梅逊增益公式计算传递函数步骤：（a ）找出所有回路，并列写回路传递函数i L ；(b)找出所有前向通路，并列写前向通路的传递函数k P ；（c ）判断是否存在互不接触的独立回路，并根据公式 (11)-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=∆∑∑=≠ni n j i j i i L L L 计算分母∆，其中第i 个和第j 个回路互不接触；（d ）利用相同的原理计算（a ）中与第k 条前向通路不接触的回路的k ∆；（e ）根据梅逊增益公式∆∆∑=mk kkP 1计算系统输入到输出的传递函数)()(s R s C 。
第二章 典型习题答案课本的以下典型例题，要认真看一下，最好能试做一下。
《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2.55.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)=1s 单位斜坡响应：t C （s ）=21s 单位脉冲响应：K(s)=Φ(s) 11()()()H s s K s s s =Φ∙=∙ 211()()()t C s s H s s s=Φ∙=∙ 综合可得 K(s)=sH(s) H(s)=s t C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。
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222()()2n n nC s R s s s ωζωω=++ 由于0<ζ<1，所以一对共轭复根为1,2n s j ζωω=-±d j σω-±式中，n σζω=，为特征根实部之模值，具有角频率量纲。
《自动控制原理》复习提纲（电气工程和自动化11级）第1章基本概念1.什么是自动控制？控制器？被控对象?自动控制系统？答：自动控制：在没有人的直接参与的情况下，利用控制装置使某种设备、工作机械或生产过程的某些物理量或工作状态能自动地按照预定的规律或数值运行或变化。
控制器：通常把控制的装置称为控制器。
被控对象：被控制的设备或工作机械。
自动控制系统：控制器和被控对象的总体。
2.什么是开环、闭环、复合控制？答：开环控制：指系统输出端与输入端之间不存在反馈回路，或者说系统的输出量不对系统的控制产生任何作用的控制过程。
闭环控制：指系统输出端与输入端之间存在反馈回路，或者说系统输出量直接或间接地参与了系统的控制。
复合控制：指开环和闭环控制相结合的一种控制方式，它是在闭环控制基础上再引入一条给定输入信号或扰动作用所构成的顺馈通路。
3.闭环控制是按什么原理，按什么进行控制的？答：闭环控制实际上是根据负反馈原理，按偏差量进行控制的。
4.对控制系统的基本要求是什么？答：（1）稳定性；（2）动态特性（快速）；（3）稳态特性（准确）5.控制系统的分类。
答：一，按使用的数学模型分：（1）线性系统和非线性系统；（2）连续系统和离散系统；二，按给定输入信号特征分：（1）恒值系统；（2）随动系统；（3）程序控制系统第2章数学模型1.列写简单电路的微分方程。
例2-1，例2-4。
2.什么是系统的传递函数？有什么特点？答：在初始条件为零时，系统（或环节）输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换（象函数）之比，称为系统（或环节）的传递函数。
特点：（1）传递函数是一种数学模型，与系统的微分方程相对应。
（2）是系统本身的一种属性，与输入量的大小和性质无关。
（3）只适用于线性定常系统。
（4）传递函数是单变量系统描述，外部描述。
（5）传递函数是在零初始条件下定义的，不能反映在非零初始条件下系统的运动情况。
（6）一般为复变量S 的有理分式，即n ≧m。
且所有的系数均为实数。
（7）如果传递函数已知，则可针对各种不同形式的输入量研究系统的输出或响应。
（8）如果传递函数未知，则可通过引入已知输入量并研究系统输出量的实验方法，确定系统的传递函数。
（9）传递函数与脉冲响应函数一一对应，脉冲响应函数是指系统在单位脉冲输入量作用下的输出。
3.求电网络的传递函数。
图2-12、2-14、2-15，习题2-1。
4.有哪几种典型环节？答：（1）比例环节；（2）惯性环节；（3）积分环节；（4）振荡环节；（5）微分环节；（6）延迟环节5.掌握简单电网络动态结构图的建立、简化与变换法则。
答：建立步骤：（1）从系统输入端开始，把系统分为若干个基本环节，建立各基本环节的微分方程；（2）对各基本环节的微分方程进行拉氏变换，求出相应环节的传递函数，按绘制结构图的要素要求，建立各环节的结构图；（3）按照系统中的信号的传递顺序，依次用信号线将各基本环节的结构图连接起来。
变换结构图的原则：变换前后变量数学关系保持不变。
一般方法：先通过移动“分支点”或“比较点”，将结构图变换为串联，并联和反馈三种基本连接方式。
变换规则：详参考书本P34.6. 例2-14，例2-15，习题2-7, 2-11 。
7. 什么是开环传递函数？闭环控制系统的典型结构的传递函数。
答：开环传递函数：主反馈信号拉氏变换式B（s）与偏差信号拉氏变换式E（s）之比，或者说是前向通道传递函数与反馈通道传递函数的乘积。
闭环控制系统的典型结构的传递函数详参考课本P36—P38。
第3章时域分析1.典型输入信号。
答：（1）阶跃函数；（2）斜坡函数；（3）抛物线函数；（4）脉冲函数；（5）正弦函数。
（详见课本P49—P50）2.典型时间响应。
答：（1）单位阶跃响应；（2）单位斜坡响应；（3）单位抛物线响应；（4）单位脉冲响应。
（详见课本P52—P54）3.控制系统动态性能指标的定义。
答：（1）上升时间tᵣ响应曲线从零至第一次到达稳态值所需的时间；（2）峰值时间tᵣ响应曲线从零至第一个峰值所需的时间；（3）调节时间tƽ响应曲线从零至到达并停留在稳态值的正负5%或正负2%误差范围内所需的时间；（4）超调量σ% 在系统响应过程中，输出量的最大值超过稳态值的百分数。
4. 稳态性能指标。
答：用稳态误差eƽƽ描述。
稳态误差是系统控制精度或抗干扰能力的一种度量。
5.一阶系统的典型结构和性能指标。
答：典型结构：详见课本P52；性能指标：6. 例3-1，习题3-9。
7. 二阶系统的标准型。
性能指标。
例3-2，例3-3，习题3-1，习题3-2 。
答：典型结构：详见课本P55；性能指标：8. 提高二阶系统动态性能指标的两种方法。
答：（1）比例—微分（PD）串联校正；（2）输出量微分负反馈的并联校正。
9. 什么是主导极点？答：指在系统所有的闭环极点中，对动态响应起主导作用。
10．线性定常系统稳定的充要条件。
劳斯稳定判据。
例3-7，例3-8，例3-9，例3-10。
答：充要条件：系统特征方程式所有的根，即闭环传递函数的极点，全部为负实数或具有负实部的共轭复数。
换句话说，所有的根必须分布于S平面虚轴的左半边。
劳斯稳定判据：（1）各项系数均为正；（2）劳斯表的第一列系数均为正。
劳斯表详见课本P6711．稳态误差的计算。
终值定理。
误差系数法。
例3-11，例3-12，例3-13。
习题3-13，习题3-14。
答：稳态误差的计算：详见课本P71—P78终值定理：12．减少稳态误差的三种方法。
答：（1）提高系统开环增益即放大系数；（2）增加开环系统中积分环节的个数；（3）复合控制结构（抗干扰补偿的复合控制和按给定输入补偿的复合控制结构）第4章控制系统的根轨迹的分析1.什么是根轨迹？答：根轨迹是开环系统某一参数从零变化到无穷大时，闭环系统特征根在s平面上变化的轨迹。
2．根轨迹的幅值条件和相位条件，绘制根轨迹的主要法则。
答：第一种形式：第二种形式：主要法则：（1）根轨迹的连续性；（2）根轨迹的对称性；（3）根轨迹的条数（分支数）；（4）根轨迹的起点和终点；（5）实轴上的根轨迹；（6）分离点和汇合点；（7）根轨迹的渐进线；（8）根轨迹与虚轴的交点；（9）根轨迹的出射角与入射角；（10）根轨迹的走向。
（详细参考书本P84—P88）3.增加开环零、极点对根轨迹的影响。
答：增加开环零点对根轨迹的影响：（1）改变了根轨迹在实轴上的分布；（2）改变了根轨迹渐近线的条数、倾角及截距；（3）若增加的开环零点和某个极点重合或距离很近，构成开环偶极子，则两者相互抵消。
因此，可加入一个零点来抵消有损于系统性能的极点；（4）根轨迹曲线将向左移，有利于改善系统的动态性能，而且，所加的零点越靠近虚轴，影响越大。
增加开环极点对根轨迹的影响：（1）改变了根轨迹在实轴上的分布；（2）改变了根轨迹渐近线的条数、倾角及截距；（3）改变了根轨迹的分支数；（4）根轨迹曲线将向右移，不利于改善系统的动态性能，而且，所加的极点越靠近虚轴，影响越大。
第5章控制系统的频域特性分析1. 什么是频率响应? 频率特性？答：频率响应：稳定的线性定常系统，其对正弦函数输入的稳态响应；频率特性：幅频特性及相频特性，或者说，在正弦输入下，线性定常系统或环节，其输出的稳态分量与输入的复数比。
2. 典型环节的bode图表示。
（详见课本P100—P108）3. 系统开环频率特性的bode图和幅相特性图即奈氏图的近似绘制。
（详见课本P108—P113）4. 奈氏稳定判据。
对数频率特性的奈氏稳定判据。
答：奈氏稳定判据：（1）开环幅频特性相频特性曲线G k（jw），当w从-∞到+∞时，逆时针包围临界点（-1，j0）的圈数N等于开环传递函数在右半S平面的极点数P；（2）当开环传递函数没有右半S平面上的极点时，即P=0（或称当开环系统是稳定时），闭环系统稳定的充要条件是，系统的开环幅相频率特性曲线G k（jw），当w从-∞到+∞时，不包围临界点（-1，j0），即N=0.对数频率特性的奈氏稳定判据：（1）如果系统开环传递函数有P个极点在右半S 平面，则闭环系统稳定的充要条件是，在对数幅频特性为正的所有频段内，对数相频特性与-180°相位线的正穿越和负穿越次数之差为P/2.若开环传递函数的全部极点在左半S平面，即P=0，在对数幅频特性为正的所有频段内，对数相频特性与-180°相位线的正穿越和负穿越次数之差为0，则闭环系统是稳定的。
否则不稳定。
5.由最小相位系统的对数幅频特性求G(s)。
[由实验曲线反求传递函数] （详见课本P121—P122）6. 四个开环频域性能指标。
答：（1）截止频率W c：开环对数幅频特性等于零分贝的频率值L（W c）=20lgA（W c）=20lg│G k（jw c）│=0（dB）（2）相位裕量Y（W c）：在对数频率特性中相频特性曲线在w=W c时的相角值ᵣ（W c）与-180°之差Y（W c）=ᵣ（W c）+180°（3）增益裕量G.M. ：又称为幅值裕量，指相角为-180°这一频率值w g所对应的幅值倒数的分贝数。
G.M.=-20 lg│G k（jw g）│=-20lgA（W g）（4）中频宽度h ：开环对数幅频特性以斜率为-20dB/dec过横轴的线段宽度h h=w2/w17. P132 习题5-1 , 5-2 , 5-3 （1）（2），5-5（1）（2）（3），5-6 , 5-7，5-8 （1）、（2）。
8. 开环频率特性的三频段的概念，与系统性能的关系。
答:9. 已知脉冲响应函数，求传递函数。
第6章频率法校正1. 频率法校正的实质是什么？答：频率校正的实质：就是引入校正装置的特性去改变原系统开环对数幅频特性的形状，使其满足给出的性能指标。
2.串联超前、滞后校正的作用是什么？答：串联超前校正的作用：（1）使校正后系统的截止频率增大，通频带变宽，提高了系统响应的快速性；（2）使校正后系统的相角稳定裕度增大，提高了系统的相对稳定性。
串联滞后校正的作用：（1）使新截止频率附近系统的相角裕度增大，提高了系统的相对稳定性；（2）没有改变原系统最低频段的特性，不会影响系统的稳定精度。
3.什么是PID控制器？答：PID控制器（Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I 和微分单元 D 组成。
第8章线性离散控制系统的分析与综合1.线性离散控制系统有那两种类型？答：（1）采样控制系统；（2）数字（计算机）控制系统2.什么是采样定理？答：只要采样频率Wƽ大于或等于连续信号f（t）频谱中最高频率Wᵣᵣᵣ的两倍，就有可能从采样信号f*（t）的频谱中得到原连续信号f（t）的频谱，即要求Wƽ=2 Wᵣᵣᵣ。
