1、自动控制：是指在没有人直接参与的条件下，利用控制装置使被控对象的某些物理量（或状态）自动地按照预定的规律去运行。开环控制：开环控制是最简单的一种控制方式。它的特点是，按照控制信息传递的路径，控制量与被控制量之间只有前向通路而没有反馈通路。也就是说，控制作用的传递路径不是闭合的，故称为开环。闭环控制：凡是将系统的输出量反送至输入端，对系统的控制作用产生直接的影响，都称为闭环控制系统或反馈控制系统。这种自成循环的控制作用，使信息的传递路径形成了一个闭合的环路，故称为闭环。复合控制：是开、闭环控制相结合的一种控制方式。被控对象 ：指需要给以控制的机器、设备或生产过程。被控对象是控制系统的主体，例如火
2、箭、锅炉、机器人、电冰箱等。控制装置则指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变换部件、放大部件和执行装置。自动控制系统：是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。控制方式:开环控制指系统的被控制量（输出量）只受控于控制作用，而对控制作用不能反施任何影响的控制方式。优点：结构简单，成本低廉，易于实现缺点：对扰动没有抑制能力，控制精度低闭环控制是指系统的被控制量（输出量）与控制作用之间存在着负反馈的控制方式。优点：具有自动补偿由于系统内部和外部干扰所引起的系统误差（偏差）的能力，因而有效地提高了系统的精度。缺点：系统参数应适当选择，否则可能不能正常工作。复合控制优点：具有很高的控制精度，可
3、以抑制几乎所有的可量测扰动缺点：补偿器的参数要有较高的稳定性被控量 ：指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理量。被控量又称输出量、输出信号 。给定值：是作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。给定值又称输入信号、输入指令、参考输入。干扰：除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰。干扰又称扰动数学模型：是描述系统内部物理量（或变量）之间动态关系的数学表达式。传递函数 ：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为传递函数。零点极点：分子多项式的零点（分子多项式的根）称为传递函数的零点；分母多项式的零点（分母多项式的根）称为传递函数的极点。
4、状态空间表达式：由状态方程与输出方程组成，状态方程是各状态变量的一阶导数与状态、输入之间的一阶微分方程组。输出方程是系统输出与状态、输入之间的关系方程。结构图：将传递函数与第一章介绍的定性描述系统的方框图结合起来，就产生了一种描述系统动态性能及数学结构的方框图，称之为系统的动态结构图。信号流图：是表示复杂控制系统中变量间相互关系的另一种图解法，由节点和支路组成。梅逊公式：利用梅逊增益公式，可以直接得到系统输出量与输入变量之间的传递函数。时域 ：一种数学域，与频域相区别，用时间 t 和时间响应来描述系统。一阶系统：控制系统的运动方程为一阶微分方程，称为一阶系统。二阶系统：控制系统的运动方程为二阶
5、微分方程，称为二阶系统。单位阶跃响应 ：系统在零状态条件下，在单位阶跃信号作用下的响应称单位阶跃响应。阻尼比 ：与二阶系统的特征根在 S 平面上的位置密切相关，不同阻尼比对应系统不同的运动规律。性能指标 ：系统性能的定量度量。上升时间：响应从终值 10% 上升到终值 90% 所需时间；对有振荡系统亦可定义为响应从零第一次上升到终值所需时间。上升时间是响应速度的度量。峰值时间 ：响应超过其终值到达第一个峰值所需时间。调节时间 ：响应到达并保持在终值内所需时间超调量 ：响应的最大偏离量 h(t p ) 与终值 h( ) 之差的百分比。稳定性：稳定性只由结构、参数决定，与初始条件及外作用无关。系统工
6、作在平衡状态 , 受到扰动偏离了平衡状态，扰动消失之后，系统又恢复到平衡状态，称系统是稳定的。稳定是系统正常工作的先决条件。劳斯判据 ：判断系统的闭环稳定性的一种代数判据。稳态误差 ：态误差是指稳态响应的希望值与实际值之差，它是衡量系统最终控制精度的重要性能指标。状态变量 ：指描述系统的变量集合。状态转移矩阵 ：可完全描述系统零输入响应的矩阵指数函数。频域：一种数学域， 与时域相区别，用频率和频率响应来描述系统。频率特性：对于线性系统来说，当输入信号为正弦信号时，稳态时的输出信号是一个与输入信号同频率的正弦信号，不同的只是其幅值与相位，且幅值与相位随输入信号的频率不同而不同。输出与输入的幅值比
7、随频率变化的函数称为幅频 magnitude-frequency 特性，输出与输入的相位差随频率变化的函数称为相频 phase-frequency 特性。两者合称频率特性。幅相曲线 ：对于一个确定的频率，必有一个幅频特性的幅值和一个幅频特性的相角与之对应，幅值与相角在复平面上代表一个向量。当频率 从零变化到无穷时，相应向量的矢端就描绘出一条曲线。这条曲线就是幅相频率特性曲线，简称幅相曲线。对数频率特性曲线 ：又称为伯德图（曲线） ，其横坐标采用对数分度，对数幅频曲线的纵坐标的单位是分贝，记作 dB ，对数相频曲线的纵坐标单位是度。最小相位 ( 相角 ) 系统 ：零点、极点均在 s 平面的左半平
8、面的系统。奈奎斯特稳定判据 ：简称奈氏判据，是根据开环频率特性曲线判断闭环系统稳定性的一种简便方法。稳定裕度 ：表征系统稳定程度的指标，包括幅值裕度和相角裕度。校正：改变或调节控制系统，使之能获得满意的性能。超前网络 ：具有相角超前特性的网络称超前网络。迟后网络 ：具有相角迟后特性的网络称超前网络。串联校正：将校正装置接在测量点之后和放大器之前，串接于系统前向通道中，称串联校正离散控制系统： 系统中有一处或多处为离散信号的系统称离散系统。采样与复现：把连续信号变换为脉冲序列的过程称采样过程；将离散信号转换复原成连续信号的过程称信号复现过程。零阶保持器：零阶保持器把采样时刻 kT 的采样值恒定不
9、变地保持到下一个采样周期 (k+1)T 。z 变换：从 s 域到 z 域的变换。脉冲传递函数：线性定常离散系统在零初始条件下，离散输出信号的 z 变换与离散输入信号的 z 变换之比，称离散系统的脉冲传递函数。z 平面 ：水平轴为 z 的实部、垂直轴为 z 的虚部的复平面。自动控制理论的发展第一阶段：经典控制理论（或古典控制理论）的产生、发展和成熟；第二阶段：现代控制理论的兴起和发展；第三阶段：大系统控制兴起和发展阶段；第四阶段：智能控制发展阶段。 控制系统的分类恒值系统和随动系统（按参考输入形式分类）线性系统和非线性系统（按照组成系统的元件特性分类）连续系统和离散系统（按照系统内信号的传递形式
10、分类）对控制系统性能的要求概括为三方面：稳，准，快稳态误差 稳定性 系统在受到扰动作用后自动返回原来的平衡状态的能力。 指稳定系统在完成过渡过程后的稳态输出偏离希望值的程度。稳态误差越小，系统的精度越高常用的数学模型有微分方程、差分方程、传递函数、状态空间表达式、结构图、信号流图、频率传递，其中单输入单输出的有微分方程、传递函数、结构图、频率传递。传递函数的常用形式：有理真分式形式、零极点表示形式、时间常数表示形式。传递函数的特点：（1）传递函数是一种只适用于线性定常系统的数学模型（2）传递函数表示了系统的内在固有特性，只与系统的结构、参数有关，而与输入量或输出量函数的形式无关（3）传递函数是
11、无量纲的，也可以是有量纲的（4）传递函数只表示单输入单输出之间的关系，多的情况可用传递函数阵（5）传递函数的零点、极点完全取决于系统的结构和参数（6）传递函数分母多项式称为特征多项式（7）传递函数的拉普拉斯反变换是系统的单位脉冲相应结构图的四要素:函数方程、信号线、相加点、分支点结构图变换前后所满足的等效原则：前向传递函数不变；回路传递函数不变。改善系统稳态精度的途径：（1）提高系统的型号或增大系统的开环增益，可以保证系统对给定信号的跟踪能力（2）增大误差信号与扰动作用点之间前向通道的开环增益或积分环节个数，可以降低扰动信号引起的稳态误差（3）采用复合控制，即将反馈控制的扰动信号的前馈或与给定
12、信号的前馈相结合增加一个开环零点对系统根轨迹的影响：（1）改变了根轨迹在实轴分布（2）改变了渐近线系数、倾角、分离点（3）根轨迹曲线向左移有利于改善系统的动态性能，提高稳定性增加一个开环极点对系统根轨迹的影响：（1）改善了根轨迹在实轴分布（2）改变了根轨迹的分支数（3）改变了渐近线系数、倾角、分离点（4）根轨迹曲线向右移，不利于改善系统的动态性能，稳定性降低。 对于开环传递函数只含有左半平面的零极点的系统，其幅相曲线的起点和终点满足以下规律：1）起点若系统不含有积分环节，起点为（K,0）若系统含有积分环节，曲线起点为无穷远处，相角为 v(-900)，其中 v 积分环节个数。2）终点开环传函分母的阶数 n 大于分子的阶数 m 时，即 nm 时，终点在原点，进入角度为(n-m) (-900)n=m 时，终点在正实轴上某点，坐标和各参数有关。7. 自动控制系统的性能的要求：稳定性、快速性、准确性。自动控制系统的性能的最基本要求：稳定性自动控制系统的数学模型有 微分方程 、 传递函数 、 频率特性、 结构图 共 4 种。2连续控制系统稳定的充分必要条件是 闭环极点位于 S 平面左侧 。
