自动控制原理知识点总结
1. 控制系统基本概念：自动控制系统是通过对被控对象进行测量、比较和纠正等操作，使其输出保持在期望值附近的技术体系。控制系统由传感器、控制器和执行器组成。
2. 反馈控制原理：反馈是指对被控对象输出进行测量，并将测量结果与期望值进行比较，通过纠正控制信号来消除误差。反馈控制系统具有稳定性好、抗干扰能力强的特点。
3. 控制回路的结构：控制回路通常包括输入端、输出端、传感器、控制器和执行器等组成。传感器用于将被测量的物理量转换为电信号；控制器根据测量结果和期望值进行计算，并输出控制信号；执行器根据控制信号，对被控对象进行操作。
4. 控制器的分类：控制器按照控制操作的方式可以分为比例控制器、积分控制器和微分控制器。比例控制器根据误差的大小与一定的系数成比例地输出控制信号；积分控制器根据误差的累积值输出控制信号；微分控制器根据误差变化率的大小输出控制信号。
5. 稳定性分析：稳定性是指控制系统在无限时间内，输出能够在期望值附近波动。常用的稳定性分析方法有判据法、频域法和根轨迹法等。
6. 控制系统的频域分析：频域分析是一种通过研究系统对不同频率的输入信号的响应特性，来分析控制系统的方法。常用的频域分析方法有频率响应曲线、伯德图和封闭环传递函数等。
7. 根轨迹法：根轨迹法是一种用于分析和设计控制系统稳定性和性能的图形方法。根轨迹是指系统极点随参数变化而形成的轨迹，通过分析根轨迹的形状，可以得到系统的稳定性和性能信息。
8. 灵敏度分析：灵敏度是指输出响应对于某个参数的变化的敏感程度。灵敏度分析可以用于确定系统设计中的参数范围，以保证系统的稳定性和性能。
9. 鲁棒性分析：鲁棒性是指控制系统对于模型参数变化和外部干扰的抵抗能力。鲁棒性分析可以用于设计具有稳定性好和抗干扰能力强的控制系统。
10. 自适应控制：自适应控制是指控制系统能够根据被控对象的变化自动调整控制策略和参数。自适应控制通常使用系统辨识技术来识别被控对象的模型，并根据模型参数进行自动调整。
1、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，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动的按照预定的规律运行。 2、以传递函数为基础的经典控制理论，主要研究单输入单输出、线性定常系统的分析和设计问题。 3、现代控制理论，包括状态空间法、动态规划法、极小值原理、卡尔曼滤波器 4、动态规划法是运筹学的一个分支，是求解决策过程最优化的数学方法。 5、极小值原理估计超调和函数极小值点的位置的论断。 6、卡尔曼滤波器是由卡尔曼提出的用于时变线性系统的递归滤波器，将过去的测量估计误差合并到新的测量误差中来估计将来的误差。 7、现代控制理论主要用于研究具有高性能、高精度和多耦合回路的多变量系统的分析和设计问题。 8、自动控制出现了很多分支，如自适应控制、混杂控制、模糊控制以及神经网络控制。 9、自适应控制：自动调整控制系统中控制器参数或控制规律。 10、混杂控制：同时具有几种类型状态变量，变量来自不同标度层次。 11、模糊控制：利用模糊数学的基本思想和理论的计算机控制方法。实际上是一种非线性控制。家用电器设备中有模糊洗衣机、空调等，其他方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、机器人等。 12、神经网络控制:在控制系统中采用神经控制这一工具对难以精确描述的复杂的非线性对象进行建模，或充当控制器，或优化计算，或进行推理，或故障诊断等。 13、反馈控制实质上一个按照偏差进行控制的过程。 14、反馈：把输出量送回输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程。 15、给定元件：给出系统输入量；测量元件：检测被控量；比较元件：被控量检测到实际值与给定输入量比较，常用比较元件有差动放大器、电桥电路等；放大元件：放大偏差信号；执行元件：推动被控对象，使被控量发生变化；校正元件：即补偿元件，改善系统性能。 16、自动控制系统基本控制方式：反馈控制、开环控制、复合控制 17、反馈控制具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力，有较高的控制精度。 18、开环控制特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响，没有自动修正偏差的能力，抗扰动性较差。 19、负荷控制是把按偏差控制与按扰动控制结合起来。 20、定值控制系统，输入量是一个常值，要求被控量也等于一个常值。
《自动控制原理》课程
基本知识点及重点难点分析
2011年11月第4章根轨迹法
1内容提要
闭环系统特征方程的根决定着闭环系统的稳定性及主要动态性能。对于高阶系统而言，其 特征根是很难直接求解出来的。因此，有必要探索不解高次代数方程也能求出系统闭环特征方 程的根，进而分析系统闭环特性的有效方法。根轨迹法就是这样的一种图解方法。它根据基本 法则，利用系统的开环零、极点的分布，绘出系统闭环极点的运动轨迹，形象且直观地反映出 系统参数的变化对根的分布位置的影响，并在此基础上对系统的性能进行进一步的分析。
利用根轨迹法分析系统时，根轨迹的绘制是前提。只有比较准确地绘制出系统的根轨迹， 利用根轨迹法及相关的已知条件，得出系统的闭环零极点在 s平面的分布，才能在此基础上运
用第3章讲述的时域分析方法，判断系统的稳定性，估算动态性能指标，计算系统稳态误差等。
从不同的角度，根轨迹有几种类型划分：常义根轨迹、广义根轨迹（参数根轨迹） 、180根
轨迹、0根轨迹等。而这些不同类型的根轨迹，则是由系统的不同结构（正反馈或负反馈） 、不
同性质（最小相位或非最小相位）所形成的特征方程的形式决定的。所以，在绘制根轨迹时， 首先要解决的关键问题是系统特征方程的列写。
依照系统的不同结构和性质，将系统的开环传递函数的分子和分母多项式的 s最高次项系
数变为+1,其特征方程的形式有如下4种可能：
m
KF （s+z ）
一十 1 （ 4-1）
IT s Pj
j T
这4种可能又归结为
m
n ■ s ■ Zi
j 二
n IT s • Pj j丘
根据式（4-2 ）等号右端的符号就可确定相应的根轨迹类型一一“ +”对应0根轨迹，“-”
对应180°根轨迹；式（4-2 ）中的K*为系统的根轨迹放大系数或系统的其它参数， -z和-Pj分
别为等效的系统开环零点和极点。
2、基本内容
闭环系统特征方程的根决定着闭环系统的稳定性及主要动态性能。 对于高阶系统而言，其特
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自动控制原理知识点总结
第一章
1.什么是自动控制？（填空）
自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）
开环控制和闭环控制
3.开环控制和闭环控制的概念？
开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系
特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。
闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。
主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。
掌握典型闭环控制系统的结构。开环控制和闭环控制各自的优缺点？
（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。）
4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）
（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力
（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的
（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值sse来表征的
第二章
1.控制系统的数学模型有什么？（填空）
微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性
2.了解微分方程的建立？
（1）、确定系统的输入变量和输入变量
（2）、建立初始微分方程组。即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组
（3）、 消除中间变量，将式子标准化。将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边
3.传递函数定义和性质？认真理解。（填空或选择） 2 / 7
传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比
4.七个典型环节的传递函数（必须掌握）。了解其特点。（简答）
典型环节 传递函数 特点
比例环节 KsRsCsG 输出不失真、不延迟、成比例地复现输入信号的变化，即信号的传递没有惯性
