1、第一章掌握自动控制系统的一般概念（控制方式，分类，性能要求）6.（1）结构框图：Ug U Ud n Uc UUr给定输入量: 给定值 Ug被控制量: 加热炉的温度扰动量： 加热炉内部温度不均匀或坏境温度不稳定等外部因素被控制对象：加热器控制器： 放大器、发动机和减速器组成的整体（2）工作原理：给定值输入量 Ug 和反馈量 Ur 通过比较器输出 U， 经放大器控制发动 机的转速 n，再通过减速器与调压器调节加热器的电压 U 来控制炉温。T Ur U Ud n Uc U T 7.（1）结构框图略给定输入量：输入轴 r被控制量： 输出轴 c扰动量： 齿轮间配合、负载大小等外部因素被控制对象：齿轮机构
2、控制器: 液压马达（2）工作原理：c Ue Ug i m c比较器 放大器 减速器 调压器电动机 加热器热电偶干扰量实际温度第二章掌握系统微分方程，传递函数(定义、常用拉氏变换)，系统框图化简；1.(a)dtuCiRictcttr)(02)(01)(.).将（2）式带入（1）式得： )()(01)(021)(0 trttt udRu拉氏变换可得 )()(01)(021 srssUCR整理得2121)(0)( RsUGSrs 1.(b)dtiLuitotttr)(2)(01)( ).(将（2) 式代入（1）式得 )()(021)(0 trtt uRR拉氏变换得)()(021)(01 srss U
3、RUL整理得 LsGsrs )(2121)(0)( 2.1）微分方程求解法312420321 211Rudtcutdcccc cr中间变量为 ， 及其一阶导数，直接化简比较复杂，可对各微分方程先做拉氏变换1c2312420321 211RUscsccc cccr移项得2432403211)()(cc cr URs可得 1124343214321320)(RscRscUr2）复阻抗法2112320233421221*scRzUsczszcr解得： 11243403.分别以 m2,m1 为研究对象（不考虑重力作用）12121 12122)()(kydtctyttf中间变量含一阶、二阶导数很难直接化
4、简，故分别做拉氏变换112121 12122)()(kYscYmsF消除 Y1 中间变量 212122 )() Ykscms10.系统框图化简：G1( s )G2( s )G3( s )Xi( s )Xo( s )+H1( s ) H3( s )H2( s )-+ +G1( s ) G2( s )G3( s )Xi( s )Xo( s )+H1( s ) H3( s )H2( s ) / G1( s ) G3( s )-+G1( s ) / ( 1 + G1( s ) H1( s ) ) G2( s ) G3( s ) / ( 1 + G3( s ) H3( s ) )Xi( s )Xo( s
5、 )+H2( s ) / G1( s ) G3( s )-G1( s ) G2( s ) G3( s ) / ( 1 + G1( s ) H1( s ) ) ( 1 + G3( s ) H3( s ) )Xi( s )Xo( s )+H2( s ) / G1( s ) G3( s )-+ 1 . 综 合 点 前 移 ， 分 支 点 后 移G1( s ) G2( s )G3( s )Xi( s )Xo( s )+H1( s ) H3( s )H2( s ) / G1( s ) G3( s )-+ +2 . 交 换 综 合 点 ， 交 换 分 支 点3 . 化 简1321313()()()()()
6、()(oissHssss11.系统框图化简： G1( s )G2( s )G3( s )Xi( s )Xo( s )+H1( s )-+ +1 . 综 合 点 前 移 ， 分 支 点 后 移2 . 交 换 综 合 点 ， 合 并 并 联 结 构H4( s )G4( s ) H2( s )H3( s )+-G1( s ) G2( s ) G3( s )Xi( s )Xo( s )+H1( s ) / G1( s ) G4( s )-+H4( s ) / G1( s ) G2( s )G4( s ) H2( s ) / G4( s )H3( s )+- +-G1( s ) G2( s ) G3(
7、s )Xi( s )Xo( s )+-G4( s )H2( s ) / G4( s ) - H3( s ) - H1( s ) / G1( s ) G4( s ) + H4( s ) / G1( s ) G2( s )3 . 化 简G1( s ) G2( s ) G3( s ) G4( s )Xi( s )Xo( s )+-H2( s ) / G4( s ) - H3( s ) - H1( s ) / G1( s ) G4( s ) + H4( s ) / G1( s ) G2( s )234123424144121134323134()()()()/()/()()/()oiXs sHGsss
8、ssss第三章掌握时域性能指标，劳斯判据，掌握常用拉氏变换-反变换求解时域响应，误差等2.（1）求系统的单位脉冲响应12()()()TsY()+s=KX(s)X(s)=1Y()()=0ettTTyttKxtKTskwt 已 知 系 统 的 微 分 方 程 为 ：对 微 分 方 程 进 行 零 初 始 条 件 的 拉 氏 变 换 得当 输 入 信 号 为 单 位 脉 冲 信 号 时 ，所 以 系 统 输 出 的 拉 式 变 换 为 ：进 行 拉 式 反 变 换 得 到 系 统 的 时 域 相 应2.(2)求系统的单位阶跃响应，和单位斜坡响应2 2()()TsY()+s=KX()X(s)=5Y()
9、1110()10-e; X(s)=Y(s)=tTyttKxtKTKTssTsyt 已 知 系 统 的 微 分 方 程 为 ：对 微 分 方 程 进 行 零 初 始 条 件 的 拉 氏 变 换 得当 输 入 信 号 为 单 位 阶 跃 信 号 时 ，所 以 系 统 输 出 的 拉 式 变 换 为 ：进 行 拉 式 反 变 换 得 到 系 统 的 时 域 相 应当 输 入 信 号 为 单 位 阶 跃 信 号 时 ，所 以 系 统 输 出 的 拉 式 变 换 为 ： 22 2211051()50t+e;tKTKTsssTsyt进 行 拉 式 反 变 换 得 到 系 统 的 时 域 相 应9.解：由图
10、可知该系统的闭环传递函数为 2()()2bkGss又因为：2122%0.5rnnetk联立 1、2、3、4 得 0.456;.93;10.54;.;nK所以0.76931.42pdsnts10.解：由题可知系统闭环传递函数为 210()bkGss2n当 k=10 时， =10rad/s; =0.5;n所以有 2/12%6.303.pnsetst当 k=20 时， =14.14rad/s; =0.35;n所以有 2/12%30.94.6pnsetst当 02.5 时，系统为欠阻尼，超调量 %随着 K 增大而增大，和峰值时间随着 K 增大而减小；其中调整时间 不随 k 值增大而变化；pt st14.(1)解，由题可知系统的闭环传递函数为 32560-1425600560k()140bkksskkGsk劳 斯 表系 统 稳 定 的 充 要 条 件 为：
