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* 基本概念 控制工程基础复习 第一章 控制系统的基本概念 自动控制 在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象的被控量自动按预定规律运行。 负反馈控制原理 反馈：全部或部分输出量通过测量装置返回 系统的输入端。 反馈控制原理：检测偏差再纠正偏差。 控制工程基础复习 基本控制方式 开环控制、闭环控制、复合控制 控制系统的组成 控制工程基础复习 控制系统的分类 按输入量特征：恒值控制系统 (镇定系统) 、程序控制系统、随动 (伺服) 系统 按信号性质：连续控制系统、离散控制系统 其它：线性系统和非线性系统 定常系统和时变系统 机械、电气、机电、液压、气动、热力等控制系统 温度、压力、位置等控制系统 控制工程基础复习 对控制系统的基本要求 稳定性(稳)、稳态精度(准)、响应速度(快) 学习要求 理解和掌握负反馈控制的基本原理； 了解控制系统的组成与分类； 能正确确定控制系统的被控对象、被控量 与给定量； 掌握由系统工作原理图绘制功能框图的方 法。 控制工程基础复习 基本概念 第二章 数学模型 控制系统的运动微分方程 描述控制系统输入与输出间的动态关系。 线性系统与非线性系统 线性系统：满足叠加原理的系统。 叠加原理： 非线性系统的线性化 泰勒级数展开 控制工程基础复习 拉氏变换与反变换 设函数f(t) (t?0)在任一有限区间上分段连续， 且存在一正实常数?，使得： 式中：s=?+j?（?，?均为实数）； 则： 控制工程基础复习 传递函数 在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换与引起该输出的输入量的拉氏变换之比。 零初始条件： t0时，系统输入、输出及其各阶导数均为0。 脉冲响应函数 注意：传递函数（数学模型）相同的系统，其 结构及组成不一定相同。 控制工程基础复习 典型环节 比例环节、纯微分环节、一阶微分环节、积分环节、惯性环节、振荡环节、 二阶微分环节、延迟环节。 方框图 组成：信号线、函数方框、引出点、求和点； 特点：1）方框图不表示具体系统的物理结构； 2）结构图形式不唯一，但输入输出确 定后，对应的传递函数是唯一的； 控制工程基础复习 3）数学模型相同的系统，其方框图不 一定相同。 方框图的等效变换： 串联、并联、反馈运算法则； 引出点、求和点的移动法则 信号流图 术语：节点（源节点、阱节点、混合节点）、 支路、前向通路、回路、不接触回路。 控制工程基础复习 信号流图与方框图本质上一样。 G1(s) G4(s) G3(s) G2(s) ? E1 E2 E3 G1 -G2 G4 G3 E3 G1(s) G4(s) G3(s) G2(s) ? E1 E2 E3 G1 -G2 G4 G3 E3 E1 1 控制工程基础复习 梅逊公式 式中，P — 系统总传递函数 Pk— 第k条前向通路的传递函数（通 路增益） —所有不同回路的传递函数之和； ? — 流图特征式 控制工程基础复习 — 每两个互不接触回路传递函数 乘积之和 — 每三个互不接触回路传递函数 乘积之和 ?k— 第 k 条前向通路特征式的余因子，即 对于流图的特征式 ?，将与第 k 条前 向通路相接触的回路传递函数代以零 值，余下的?即为?k。 控制工程基础复习 控制系统的典型传递函数 闭环系统的开环传递函数： 输入作用下的闭环传递函数： 输入作用下的偏差传递函数： 扰动作用下的闭环传递函数： 扰动作用下的偏差传递函数： 控制工程基础复习 控制系统的总输出 学习要求 掌握系统微分方程的建立方法； 了解微分方程线性化的方法； 掌握拉氏变换和反变换的基本概念及方法； 掌握传递函数的概念和特点及其与微分方程 间的关系； 控制工程基础复习 能熟练进行结构图的等效变换； 了解信号流图及梅逊公式的应用； 控制系统微分方程的建立； 掌握控制系统典型传递函数的概念，并能熟 练地根据系统结构图求取各典型传递函数。 本章难点 方框图的绘制及化简； 控制工程基础复习 基本概念 第三章 时域分析法 系统的时域响应及其特点 系统动态性能指标及其计算 稳态分量与瞬态分量 一、二阶系统时域的响应特点 高阶系统的响应特点，主导极点、偶极子。 上升时间tr、峰值时间tp、调整时间ts、最大超调量Mp、振荡次数N。 控制工程基础复习 稳定性 稳定性定义 稳定性条件：系统特征根全部具有负实部。 稳定的必要条件：特征多项式各项系数均