自动控制原理

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自动控制原理

一、 基本要求
掌握控制系统分析和综合基本方法,主要内容有传递函数和信号流图等数学模型的建立;系统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析;频域法和根轨迹法;系统串联校正的设计方法;线性离散系统的分析。
二、 考试范围
1. 自动控制的一般概念
1)自动控制系统的定义、构成;      
2)自动控制系统的基本控制方式;自动控制系统的分类;
3)对控制系统的基本要求;
2. 控制系统的数学模型
2)传递函数:传递函数的定义、性质及典型环节的传递函数;
3)信号流图:信号流图的组成、建立及梅森增益公式;
4)闭环系统的传递函数:输入量及扰动量作用下的传递函数、误差传递函数。
3.线性系统的时域分析法
1)典型一阶系统动态性能:数学模型和单位阶跃响应;        
2)典型二阶系统的动态性能:典型二阶系统的数学模型、欠阻尼阶跃响应、二阶系统的动态性能指标、二阶系统性能的改善(包括比例——微分控制;速度反馈控制;两者的比较);
3)控制系统的稳定性分析:稳定的充分必要条件、代数稳定判据;
4)控制系统的稳态性能分析:输入端误差的定义、稳态误差的定义、系统类型、稳态误差分析与静态误差系数。
4. 线性系统的根轨迹法
1)根轨迹方程:幅值条件和辐角条件;           
2)根轨迹作图的一般规则、典型的零、极点分布及其相应的根轨迹;
4)系统性能分析:稳定性分析、增加零、极点对根轨迹的影响、利用主导极点估计系统的性能指标;
5. 线性系统的频域分析法
1)频率特性的定义;           
2)对数坐标图:对数坐标图的特点、典型环节的Bode图、绘制Bode图的一般步骤、非最小相位系统的Bode图;
3)极坐标图:典型环节的极坐标图、系统的极坐标图、非最小相位系统的极坐标图;          
4)奈奎斯特稳定判据:奈奎斯特稳定判据、奈奎斯特稳定判据在开环系统含有积分环节时的应用、奈奎斯特判据在Bode图中的应用;
5)稳定裕量:幅值裕量及相位裕量;
6. 线性系统的校正法
1)校正装置:超前、滞后网络的特性;           
2)系统校正的频率响应法:超前、滞后校正设计;          
3)PID控制器:控制法则及对系统性能的影响。
7. 线性离散系统的分析
(1) 信号采样和保持;
(2) 采样系统数学模型:差分方程和脉冲传递函数;
(3) 采样系统稳定性:s平面和z平面的映射关系、稳定性判据、劳斯稳定判据;
(4) 采样系统稳态误差及动态性能分析;
三、 主要参考书
812
自动控制原理
《自动控制原理》(第四版)
胡寿松主编
科学出版社

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