自控复习指南

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1、经典控制理论复习大纲经典控制理论复习大纲信号与控制理论课群组信号与控制理论课群组2013.12.22第一章第一章 绪论绪论-1了解自动控制系统的实例了解自动控制系统的实例了解自动控制系统的建立与发展过程了解自动控制系统的建立与发展过程,特别是具有标志性的成果特别是具有标志性的成果,如如 控制论的三大基本原理控制论的三大基本原理: 扰动扰动(前馈前馈)控制控制-指南车、小型发电机调压指南车、小型发电机调压 负反馈控制负反馈控制-离心调速器、离心调速器、 最优控制最优控制-飞行器飞行器 复合控制复合控制-不变性等价原理与高精度不变性等价原理与高精度 奈奎斯特频率法产生奈奎斯特频率法产生 谐波线性化

2、方法产生谐波线性化方法产生-在非线性系统中频率法在非线性系统中频率法 PID参数的最佳调整法参数的最佳调整法 维纳的控制论出版维纳的控制论出版(1948) Evans的根轨迹法的根轨迹法(1950) 钱学森工程控制论出版钱学森工程控制论出版(1954) Protryagin极大值原理极大值原理(1956) Bellman的动态规划的动态规划(1957) Kalman现代控制理论的基础现代控制理论的基础(1960) Zadeh模糊控制模糊控制(1965) Karl JAstrom提出最小二乘辩识提出最小二乘辩识(1967) HHRosenbrock发表线性多变量理论发表线性多变量理论 (1970

3、) GZamesH鲁棒控制设计方法鲁棒控制设计方法 (1979) YCHo和和XRCao等提出离散事件系统理论（等提出离散事件系统理论（1983） 第一章第一章 绪论绪论-2 自动控制系统的基本概念自动控制系统的基本概念掌握由实际系统抽象出方框图并进行分析的方法掌握由实际系统抽象出方框图并进行分析的方法，典型的有：典型的有：(重点重点)水箱系统水箱系统粮食烘干系统粮食烘干系统温度控制系统温度控制系统仓库大门开关系统仓库大门开关系统理解概念理解概念:对象、过程、系统对象、过程、系统/控制、调节控制、调节/信息、参考值、扰信息、参考值、扰动、检测、执行、反馈动、检测、执行、反馈识记控制系统的构成识

4、记控制系统的构成(重点重点)理解并识记开环控制和闭环控制的概念理解并识记开环控制和闭环控制的概念理解反馈的作用理解反馈的作用(重点重点)理解复合控制的构造理解复合控制的构造理解并识记对控制系统的要求理解并识记对控制系统的要求:稳、快、准、鲁棒稳、快、准、鲁棒(重点重点) 能说明经典控制理论的内容，并识记理解控制理论的四能说明经典控制理论的内容，并识记理解控制理论的四个重要概念：动态、建模、互联、不确定性个重要概念：动态、建模、互联、不确定性第二章第二章 动态系统模型动态系统模型-1 模型、建模、分解、线性系统模型、建模、分解、线性系统理解模型的含义理解模型的含义识记建模两类方法：机理建模、系统

5、辨识识记建模两类方法：机理建模、系统辨识理解分解的目的理解分解的目的理解线性系统叠加性理解线性系统叠加性-与非线性系统的本质区别与非线性系统的本质区别(重重点点) 系统的时域模型系统的时域模型会列写简单会列写简单RLC和和SMD系统的线性时不变系统模型系统的线性时不变系统模型理解动态的含义理解动态的含义理解非线性系统的线性化实质与近似线性化条件理解非线性系统的线性化实质与近似线性化条件对线性系统，理解利用对线性系统，理解利用卷积求响应的道理与求法卷积求响应的道理与求法(重重点点)第二章第二章 动态系统模型动态系统模型-2 频域模型、复频域模型与传递函数频域模型、复频域模型与传递函数理解线性系统

6、频域模型理解线性系统频域模型理解引入复频域模型的原因理解引入复频域模型的原因识记识记Laplace变换定义和一些常用信号的变换定义和一些常用信号的Laplace变换变换理解和识记理解和识记Laplace相关性质，特别是微分定理、积分定理相关性质，特别是微分定理、积分定理和终值定理和终值定理(重点重点)理解传递函数的定义、形式与特性，并能将微分方程模型理解传递函数的定义、形式与特性，并能将微分方程模型转化成传递函数转化成传递函数(重点重点)会将传递函数化成零极点标准式和时间常数标准式，会求会将传递函数化成零极点标准式和时间常数标准式，会求零极点和静态增益零极点和静态增益(重点重点)识记典型环节的

7、传递函数：比例、微分、积分、惯性、振识记典型环节的传递函数：比例、微分、积分、惯性、振荡、滞后荡、滞后(延迟延迟)会判断相关实际系统属于哪一个环节会判断相关实际系统属于哪一个环节理解环节的负载效应和克服方式理解环节的负载效应和克服方式识记并理解典型环节对应的有源电路和无源电路识记并理解典型环节对应的有源电路和无源电路(见实验教见实验教材材)第二章第二章 动态系统模型动态系统模型-3 了解数学模型的实验测定基本方法：时域测定、频域了解数学模型的实验测定基本方法：时域测定、频域测定测定 结构图及系统互联结构图及系统互联识记结构图三种互联基本形式识记结构图三种互联基本形式(重点重点)能够对结构图等效

8、变换能够对结构图等效变换 信号流图与信号流图与Mason公式公式理解信号流图理解信号流图会画信号流图，并能找出其中包含的前向通路和回路会画信号流图，并能找出其中包含的前向通路和回路(重点重点)会利用会利用Mason公式或解线性方法程求传递函数公式或解线性方法程求传递函数(重点重点) 闭环系统的特性闭环系统的特性会求系统含给定、扰动与噪声三种形式输入情况下的输出会求系统含给定、扰动与噪声三种形式输入情况下的输出理解控制的闭环系统中所起的作用理解控制的闭环系统中所起的作用(重点重点)识记灵敏度函数与余灵敏度函数定义识记灵敏度函数与余灵敏度函数定义理解灵敏度函数的大小表征的含义理解灵敏度函数的大小表

9、征的含义(重点重点)了解参数误差的灵敏度了解参数误差的灵敏度第三章第三章 线性系统的时域分析线性系统的时域分析-1 理解时域分析具备的条件以及时域分析的性能理解时域分析具备的条件以及时域分析的性能 识记典型输入信号地时域形式，理解如何适当地识记典型输入信号地时域形式，理解如何适当地选择这些输入信号进行测试选择这些输入信号进行测试 时域响应时域响应理解并识记线性微分方程解的构成理解并识记线性微分方程解的构成稳定性理解系统响应的构成，理解运动模态稳定性理解系统响应的构成，理解运动模态理解暂态响应、稳态响应划分与零状态响应、零输入理解暂态响应、稳态响应划分与零状态响应、零输入响应间的关系响应间的关系

10、(重点重点)会用会用Laplace方法求解方法求解SISO连续线性系统的响应连续线性系统的响应(重点重点) 稳定性稳定性理解稳定性概念与重要意义理解稳定性概念与重要意义理解理解BIBO稳定，及其与特征根的关系稳定，及其与特征根的关系(重点重点)理解理解CLTIS的零输入稳定与渐近稳定的零输入稳定与渐近稳定(重点重点)会用会用Routh判据判定稳定性，并会求满足稳定性的参数判据判定稳定性，并会求满足稳定性的参数范围。范围。 (重点重点)第三章第三章 线性系统的时域分析线性系统的时域分析-2 性能指标性能指标-暂态和稳态暂态和稳态理解对系统响应的要求：稳、快、准、鲁棒性理解对系统响应的要求：稳、快

11、、准、鲁棒性识记暂态性能与稳态性能指标识记暂态性能与稳态性能指标 ，理解其含义，理解其含义(重点重点) 一阶系统一阶系统识记典型一阶系统的形式识记典型一阶系统的形式会计算一阶系统的冲激响应、阶跃响应、斜坡响应和抛物会计算一阶系统的冲激响应、阶跃响应、斜坡响应和抛物线响应，并识记基本特性，理解这些信号间以及响应间的线响应，并识记基本特性，理解这些信号间以及响应间的关系。关系。 (重点重点)了解一阶带滞后系统的时域辨识方法了解一阶带滞后系统的时域辨识方法 二阶系统二阶系统识记典型二阶线性系统的形式识记典型二阶线性系统的形式会计算二阶系统的冲激响应、阶跃响应、斜坡响应和抛物会计算二阶系统的冲激响应、