中国石油大学 自动控制原理课程

  • 名称:中国石油大学 自动控制原理
  • 分类:机械电子  
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  • 时间:2019/6/5 13:42:40
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 自动控制是一门技术学科,它是从方法论的角度来研究系统的建立、分析与设计。(伯动控制原理是本学科的专业基础课,是自动控制理论的基础课程,该课程与其他课程的关系如下:

         第一章:控制系统的一般概念

1.该章的基本要求与基本知识点

自动控制技术的发展概况及作用;自动控制的基本方式;自动控制系统的分类;控制系统的基本要求。

2.要求掌握的基本概念、理论、原理

系统控制量,干扰量,反馈等重要概念,掌握开环控制和闭环控制的结构、基本组成及特点等;掌握开环与闭环系统,线性与非线性系统,定常与时变系统等多种分类方法,线性叠加原理;控制系统的基本要求“稳”、“准”、“快”的含义。

第二章:控制系统数学模型

1.该章的基本要求与基本知识点

控制系统运动方程式;非线性运动方程式的线性化;传递函数;控制系统的传递函数;控制系统方框图及其简化;信号流图

2.要求掌握的基本概念、理论、原理

一般控制系统微分方程式建立的方法;小偏差线性化的方法及意义;传递函数的概念、性质等;对一般控制系统介绍控制量至输出,干扰量至输出等传递函数的求取方法;控制系统方框图的绘制步骤及简化原则;信号流图的绘制方法及梅森增益公式。

第三章:线性系统的时域分析

1.该章的基本要求与基本知识点

典型输入信号;一阶系统的时域分析;二阶系统的时域分析;高阶系统的时域分析;线性系统的稳定性与稳定判据;反馈系统的误差与偏差;反馈系统的稳态误差及计算;顺馈控制的误差分析

2.要求掌握的基本概念、理论、原理

对线性系统时域分析的一般方法引入典型输入信号;一阶系统定义,时域响应求取及实验求取系统时间常数的方法;介绍二阶系统定义,时域响应求取方法,重点掌握二阶系统性能指标的计算;稳定性概念,正确理解Routh判据,并应用它进行稳定性分析和计算;反馈系统误差、偏差概念及其拉氏变换式间的关系;反馈系统稳态误差的计算方法及其与误差系数之间的关系。

第四章:根轨迹法

1.该章的基本要求与基本知识点

反馈系统的根轨迹;绘制根轨迹的基本原则;典型反馈系统的根轨迹分析

2.要求掌握的基本概念、理论、原理

根轨迹的基本概念,根轨迹方程及幅值条件,相角条件等概念;180度根轨迹;典型反馈系统根轨迹绘制举例,非最小相位系统概念、根轨迹绘制。

第五章:线性系统的频域分析

1.该章的基本要求与基本知识点

频率响应及其描述;典型环节的频率响应;对数频率特性;开环系统与闭环系统的频率响应;Nyquist稳定判据;控制系统的相对稳定性;频率指标和时域指标间的关系

2.要求掌握的基本概念、理论、原理

频率响应(特性)的定义,物理意义及表示方法;各种典型环节幅频及相频特性的计算、特点;典型

环节的Bode图绘制,以惯性环节、二阶振荡环节为重点;由典型环节的频率响应求取开环系统的频率响应(Bode图)的步骤,及由开环系统的频率响应求取闭环频率响应的方法;根据开环系统Bode图判断闭环系统稳定性的几种方法;相对稳定性的概念及相角裕度和幅值裕度的计算。

第六章:控制系统的综合与校正

1.该章的基本要求与基本知识点

控制系统校正的目的及串联校正,反馈校正的区别与选择;基本控制规律分析;超前校正参数的确定;迟后校正参数的确定;要求掌握的基本概念、理论、原理控制系统带宽的概念及合理选择的原则;P、PI、PD、PID基本控制规律及在改善系统性能中的作用;超前校正特性,频率响应法确定串联超前校正参数的步骤,及常用超前校正元件;迟后校正特性,基于频率响应法确定串联迟后校正参数的步骤,及常用迟后校正元件。

第七章:线性离散系统的分析与校正(不要求)第八章:非线性控制系统分析(不要求)第九章:线性系统的状态空间分析与综合(所占比例不超过20%)

(一)线性系统的状态空间描述及线性定常系统的线性变换1.基本知识点与要求:状态变量及状态空间表达式;状态空间表达式的状态变量图图;状态空间表达式的建立;状态空间表达式的线性变换。

2.要求掌握的基本概念、理论:状态变量、状态空间表达式、状态变量图;状态空间表达式的建立、线性变换。

(二)控制系统的状态空间表达式的解(不要求)

(三)线性控制系统的可控性和可观性

1.基本要求与基本知识点:可控性定义;线性定常系统的可控性判别;线性连续定常系统的可观性;离散时间系统的可控性和可观性;对偶关系;可控标准型和可观标准型;传递函数的实现2.要求掌握的基本概念、理论:可控性、可观性、可控标准型、可观标准型;系统的可控性和可观性判别。

(四)线性定常系统的反馈结构及状态观测器

1.基本要求与基本知识点:线性反馈控制系统的基本结构和特性;极点配置

2.要求掌握的基本概念、理论:线性反馈控制系统的基本结构和特性;极点配置。

(五)李雅普诺夫稳定性分析

1.基本要求与基本知识点:稳定性定义;李雅普诺夫第一方法和第二方法;李雅普诺夫方法在线性系统中应用;李雅普诺夫方法在非线性系统中应用2.要求掌握的基本概念、理论:稳定性;李雅普诺夫第一方法和第二方法。

第十章:动态系统的最优控制方法(不要求)