控制工程复习new

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1、<<控制工程>>课程学习指导与解题指导60第一章绪论1、基本要求（1）明确什么叫自动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统、静态模型、动态模型等概念。（2）正确理解三种控制方式，特别是闭环控制。（3）了解控制系统的组成，由系统工作原理图画方框图的方法，并能正确判别系统的控制方式。（4）明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模型分类的方式。（5）明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。2．内容提要及小结（1）几个重要概念自动控制60在没有人直接参与的情况下，利用控

2、制器使被控对象的被控量自动地按预先给定的规律去运行。自动控制系统指被控对象和控制装置的总体。这里控制装置是一个广义的名词，主要是指以控制器为核心的一系列附加装置的总和。共同构成控制系统，对被控对象的状态实行自动控制，有时又泛称为控制器或调节器。自动控制系统负反馈原理把被控量反送到系统的输入端与给定量进行比较，利用偏差引起控制器产生控制量，以减小或消除偏差。（1）三种基本控制方式实现自动控制的基本途径有二：开环和闭环。实现自动控制的主要原则有三：主反馈原则——按被控量偏差实行控制。补偿原则——按给定或扰动实行硬调或

3、补偿控制。复合控制原则——闭环为主开环为辅的组合控制。（3）系统分类（书本P12）掌握线性与非线性系统的分类，特别对线性系统的定义、性质、判别方法要准确理解。60线性系统非线性系统（4）了解控制系统的工作原理和组成①典型系统的工作原理，正确判别系统的控制方式。②找出系统被控对象、控制装置所包含各功能元件及系统的主要组成部分。（5）对自控系统的要求对自控系统的要求用语言叙述就是两句话：要求输出等于给定输入所要求的期望输出值；要求输出尽量不受扰动的影响。衡量一个系统是否完成上述任务，把要求转化成三大性能指标来评价：稳

4、定——系统的工作基础；快速、平稳——动态过程时间要短，振荡要轻。准确——稳定精度要高，误差要小。60解题示范例1-1图1—1为液位自动控制系统示意图。在任何情况下，希望液面高度C维持不变。试说明系统工作原理。P25图1.13图1—1液位自动控制系统解：1、工作原理：闭环控制方式。当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱中流入水量和流出水量相等，从而液面保持在希望高度上。当进水或出水量发生变化，例如液面下降，通过浮子和杠杆检测出来，使电位器电刷从中点位置上移，从而给电动机提供一定的控制电

5、压，驱动电动机通过减速器开大阀门开度，使液位上升，回到希望高度。电位器电刷回到中点，电动机停止。2、被控对象是水箱，被控量是水箱液位，给定量是电位器设定位置（代表液位的希望值）。主扰动是流出水量。60第二章系统的数学模型本章讲述的内容很多,牵扯到数学和物理系统的一些理论知识,有些需要进一步回顾,有些需要加深理解，特别是对时间域和复频率域的多种数学描述方法，各种模型之间的对应转换关系，都比较复杂。学习和复习好这些基础理论，对下一步深入讨论自控理论具体方法至关重要。1、基本要求（1）明确理解数字模型的特点，对系统的相

6、似性、简化性、动态模型、静态模型、输入变量、输出变量、中间变量等概念，要准确掌握。（2）了解动态微分方程建立的一般方法及小偏差线性化的方法。（3）掌握运用拉氏变换解微分方程的方法，并对解的结构，运动模态与特征根的关系，零输入响应，零状态响应等概念，有清楚的理解。（4）对低阶的微分方程，能用部分分式展开法进行简单计算。（5）正确理解传递函数的定义、性质和意义，特别对传递函数微观结构的分析要准确掌握。60（6）正确理解由传递函数派生出来的系统的开环传递函数，闭环传递函数，前向传递函数的定义，并对重要传递函数如：控制输

7、入下闭环传递函数，扰动输入下闭环传递函数，误差传递函数，典型环节传递函数，能够熟练掌握。（7）掌握系统结构图的定义和组成方法，熟练地掌握等效变换代数法则，简化图形结构，求系统传递函数。（8）正确理解微分方程和传递函数两种数学模型之间的对应关系，两种数学图型之间对应关系，以及模型和图形之间的对应关系，利用以上知识，熟练地将它们进行相互转换。（9）相似原理和相似系统2、内容提要及小结本章主要介绍数学模型的建立方法，作为线性系统数学模型的形式，介绍了解析法和图解法，对于每一种型式的基本概念，基本建立方法及运算，用以下提

8、要方式表示出来。（1）微分方程式60(2)传递函数60（3）结构图注意几点：1、相加点与分支点相邻，一般不能随便交换。2、（流程图、梅逊公式求传递函数不在本课程学习范围）3、结构图可同时表示多个输入与输出的关系，这比其它几种解析式模型方便的多，并可由图直接写出任意个输入下总响应。如：运用叠加原理，当给定输入和扰动输入同时作用时，则有C(s)＝Gr(s)R(s)＋Gd(s)