课程名字 自动控制原理

参考书目：[1] 杨平 等.自动控制原理-理论篇,中国电力出版社,2016

[2] 杨平 等.自动控制原理-训练与测试篇,中国电力出版社,2020

复习的总体需要

自动控制原理课程的本质是自动控制系统的特质剖析办法和控制器的初步设计理念。掌握本课程的学生应当表现出的基本能力是：第一，会用方框图变换或信号流图法将该系统分解成环节或综合成大的系统;第二，会用机理建模或实验建模法打造系统的数学模型---传递函数或状况方程形式;第三，会用系统剖析办法剖析出系统的基本特质，譬如，稳定性、迅速性或稳态误差;第四，会用控制器的设计办法设计控制器或借助系统剖析办法改进系统特质。

控制系统剖析和设计办法主要可分为时域法、根轨迹法、频域法和状况空间法四种。前三种办法都是基于传递函数模型，第四种办法基于状况方程模型。四种办法构成了控制理论的基础。

复习内容

要点

一)自动控制系统的基本定义：系统组成、分类、性能、需要。

二)自动控制系统的数学模型：微分方程、传递函数、典型环节动态特质、系统方框图的等效转换和信号流图、机理建模法和实验建模、PID控制器基本控制规律和动态特质。

三)控制系统的时域剖析： 时域性能指标、一阶和二阶系统的时域剖析、高阶系统的时域剖析和闭环主导极点、稳定性与代数判据、稳态误差剖析和误差系数。

四)控制系统设计：结构设计、规律选择、参数整定、串级控制、前馈控制等系统。

五)根轨迹法：根轨迹图绘制、根轨迹法典型超前和典型滞后校正设计。

六)控制系统的频域剖析：频率特质的基本定义、奈氏图、伯德图、奈氏图剖析，奈氏稳定性判据、相位裕量和幅值裕量、伯德图剖析、闭环频率特质剖析、频域法典型超前和典型滞后校正设计。

七)离散控制系统：离散、采样和维持的定义、差分方程和脉冲传递函数、离散控制系统的稳定性剖析。

八)控制系统的状况空间剖析与设计：基本定义、 状况空间描述、标准形及其变换、能控性和能观测性、极点配置法设计状况反馈控制器和状况观测器。

九)非线性系统剖析：非线性系统的特征和种类、描述函数剖析、相平面剖析。

考核需要

1)理解和学会自动控制系统的基本定义：组成、分类、性能、需要。

2)学会控制系统的模型化技术：方框图表示与简化、信号流图及Mason公式、机理建模和典型环节动态特质、传递函数与状况方程、实验建模、PID控制器特质。

3)学会控制系统的时域剖析法：零极点剖析、稳定性和稳态误差计算、二阶系统性能指标计算。

4)学会典型控制系统的结构剖析和简单控制系统的时域设计。

5)学会控制系统的根轨迹剖析和初步设计。

6)学会控制系统的频域剖析和初步设计。

7)学会离散控制系统的剖析。

8)学会状况空间控制系统的剖析和初步设计。

9)理解非线性控制系统的常用剖析办法，学会描述函数剖析极限环的办法。