自動(dòng)化/控制 - 話題

教材：高等教育出版社《自動(dòng)控制原理》（第二版），上下冊(cè)，作者黃家英。

第一章：緒論
知識(shí)點(diǎn)：自動(dòng)控制的有關(guān)名詞術(shù)語(yǔ)； 控制系統(tǒng)的類型；基本控制方式：開環(huán)、閉環(huán)（反饋）控制、復(fù)合控制；自動(dòng)控制的性能要求：穩(wěn)、快、準(zhǔn)及最優(yōu)化；典型輸入信號(hào)。
基本要求：掌握反饋控制的基本原理；根據(jù)系統(tǒng)工作原理圖能夠繪制系統(tǒng)原理方塊圖，掌握典型輸入信號(hào)。

第二章：線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
知識(shí)點(diǎn)：輸入輸出數(shù)學(xué)模型的分類及建立方法；傳遞函數(shù)的定義及性質(zhì)；利用拉氏變換法解微分方程的方法；運(yùn)動(dòng)模態(tài)的概念；典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；結(jié)構(gòu)圖的化簡(jiǎn)方法；應(yīng)用梅遜公式求解控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
基本要求：利用復(fù)阻抗的概念建立無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖；掌握控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的繪制方法及等效變換方法；掌握閉環(huán)系統(tǒng)各種傳遞函數(shù)的定義；用等效變換方法或梅森公式求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖或信號(hào)流圖的各種傳遞函數(shù)。

第三章 線性控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析
知識(shí)點(diǎn)：控制系統(tǒng)時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的定義與計(jì)算 ；一階二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析與計(jì)算；高階系統(tǒng)的性能估算；誤差定義與穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算；系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義與判據(jù)。
基本要求：掌握線性定常系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性判據(jù)；一階二階控制系統(tǒng)的響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算；主導(dǎo)極點(diǎn)與偶極子的概念及其應(yīng)用；閉環(huán)零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)特性之間的關(guān)系；靜態(tài)誤差系數(shù)、系統(tǒng)型別、跟蹤穩(wěn)態(tài)誤差的定義及計(jì)算；擾動(dòng)引起的誤差的定義與計(jì)算方法。

第四章 根軌跡法
知識(shí)點(diǎn)：根軌跡的概念；根軌跡的模值條件與相角條件，根軌跡的繪制法則，廣義根軌跡，系統(tǒng)性能分析，根軌跡校正的基本原則。
基本要求：掌握根軌跡（180度根軌跡、0度根軌跡、根軌跡簇、參數(shù)根軌跡）繪制方法；理解模值條件和相角條件；由根軌跡分析系統(tǒng)穩(wěn)定性；分析參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)模態(tài)的影響；利用根軌跡分析零、極點(diǎn)分布與階躍響應(yīng)性能的關(guān)系。

第五章 頻率響應(yīng)分析法
知識(shí)點(diǎn)：線性定常系統(tǒng)的頻率響應(yīng)；典型環(huán)節(jié)的頻率特性；系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線繪制；Nyquist穩(wěn)定判據(jù)和對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)；穩(wěn)定裕度及計(jì)算；閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)。
基本要求：理解頻率特性的概念及物理意義；掌握典型環(huán)節(jié)的頻率特性；最小相位系統(tǒng)的基本性質(zhì)以及開環(huán)頻率特性的繪制；掌握最小相位系統(tǒng)利用對(duì)數(shù)幅頻漸近曲線求傳遞函數(shù)的方法；熟練運(yùn)用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及對(duì)數(shù)頻率判據(jù)；掌握穩(wěn)定裕度的概念及計(jì)算方法；根據(jù)開環(huán)頻率特性能夠?qū)ο到y(tǒng)閉環(huán)特性進(jìn)行分析；熟悉閉環(huán)、開環(huán)頻域性能指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)之間的關(guān)系；掌握開環(huán)bode圖低頻段，中頻段和高頻段與系統(tǒng)暫穩(wěn)態(tài)性能之間的關(guān)系；明確最小相位和非最小相位的概念。

第六章 頻率相應(yīng)綜合法
知識(shí)點(diǎn)：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正的概念；常用校正裝置及其特性；PID基本控制規(guī)律；基于頻率響應(yīng)綜合法的串聯(lián)校正方法。
基本要求：掌握校正和綜合的概念及目的；掌握超前、滯后以及滯后超前校正環(huán)節(jié)的特性；熟悉PID基本控制規(guī)律；掌握頻率響應(yīng)綜合法的基本思路；熟悉串聯(lián)校正中超前、滯后、滯后超前校正以及PID校正的設(shè)計(jì)思路及原則。

第七章 線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析
知識(shí)點(diǎn)：狀態(tài)空間法的有關(guān)概念，狀態(tài)空間模型的列寫；狀態(tài)方程的解；狀態(tài)方程的線性變換；傳遞函數(shù)陣；系統(tǒng)的可控性、可觀性及其判據(jù)；狀態(tài)空間模型的標(biāo)準(zhǔn)形；對(duì)偶原理；按可控性、可觀性進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解。
基本要求：掌握線性定常系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的建立方法；掌握狀態(tài)空間模型與輸入輸出數(shù)學(xué)模型之間的等價(jià)條件及轉(zhuǎn)化方法；深刻理解系統(tǒng)的可控性與可觀測(cè)性；掌握狀態(tài)可控與可觀測(cè)判據(jù)；掌握狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的求解方法；熟悉狀態(tài)方程的解；熟悉線性定常系統(tǒng)的可控與可觀規(guī)范型的化簡(jiǎn)方法；掌握傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型的局限性；掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定方法。

第八章 線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間綜合法
知識(shí)點(diǎn)：狀態(tài)反饋與輸出反饋；鎮(zhèn)定的概念；狀態(tài)觀測(cè)器。
基本要求：掌握狀態(tài)反饋及輸出反饋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、對(duì)應(yīng)的極點(diǎn)任意配置條件以及極點(diǎn)配置方法；掌握某些控制系統(tǒng)鎮(zhèn)定的條件和方法；掌握狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)方法；掌握帶觀測(cè)器的狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)的分析及設(shè)計(jì)方法。

第九章 線性離散控制系統(tǒng)   
知識(shí)點(diǎn)：離散系統(tǒng)的基本概念；采樣過(guò)程的數(shù)學(xué)描述；采樣信號(hào)的復(fù)現(xiàn)：香農(nóng)定理、零階保持器；Z變換理論；離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ；脈沖傳遞函數(shù)；離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差 ；動(dòng)態(tài)性能分析 ；離散系統(tǒng)的數(shù)字校正 。
基本要求：掌握離散系統(tǒng)的基本概念；熟悉信號(hào)的采樣與復(fù)現(xiàn)方法；掌握零階保持器的特性；掌握脈沖傳遞函數(shù)的基本概念及求解方法；掌握離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)；掌握離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算方法；掌握離散系統(tǒng)零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)典型響應(yīng)的一般規(guī)律；掌握典型輸入下離散系統(tǒng)響應(yīng)的計(jì)算方法以及性能指標(biāo)的計(jì)算。

第十章 非線性控制系統(tǒng)  
知識(shí)點(diǎn)：非線性控制系統(tǒng)的特點(diǎn) ；常見非線性環(huán)節(jié)的特性及其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響 ；自持振蕩；相軌跡圖的繪制以及非線性系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的相平面分析方法。
基本要求：熟悉非線性系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)以及典型非線性特性及其影響；掌握一階二階線性系統(tǒng)的相軌跡特點(diǎn)；掌握含有飽和、死區(qū)、繼電以及滯環(huán)等典型非線性環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)的相軌跡特點(diǎn)，能夠確定此時(shí)相平面圖的開關(guān)線、奇點(diǎn)奇線及其類型，以及各區(qū)域的微分方程；能夠繪制典型輸入信號(hào)作用下的相軌跡圖；能夠根據(jù)相軌跡圖分析含有典型非線性環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。