控制工程考纲

1、南京理工大学编编 （高纲号号 05366）I、 HYPERLINK /asp/wangxiao/ o 课程 课程的的性质与设置置目的控制工程程基础是电电子工程专业业本科段考试试计划规定必必考的一门专专业基础课。其其目的在于使使考生能以动动态的观点而而不是表态的的观点去看待待一个电子工工程系统；其其特点是从信信息的传递、转转换和反馈角角度来分析系系统的动态行行为；为采用用控制的观点点和思想方法法解决生产过过程中存在的的问题以及为为了使系统按按预定规律运运动，达到预预定的技术指指标，实现最最佳控制打下下基础；也为为后续课程以以及从事电子子工程系统设设计打下理论论基础。本课程的基基本要求是：1、突出

2、机机械运动作为为主要控制对对象，重点掌掌握数学模型型和分析综合合方法。深刻刻理解并熟练练掌握典型系系统（特别是是一阶系统和和二阶系统）的的时域和频域域特性。2、掌握判判别线性系统统的稳定性的的基本概念和和常用判据的的基本方法，并并能判别系统统的稳定性。3、掌握线线性系统性能能指标以及相相应的系统静静、动态性能能分析方法和和系统综合、校校正的方法。4、掌握反反映机电一体体化新技术和和新分析方法法。三、本课程程与相关课程程的关系：学习本课程程之前，考生生应具有一不不定期的数学学、力学和电电工、电子学学基础，同时时应具有一定定的电子工程程基础知识，以以便使考生顺顺利掌握机械械、电子工程程数学模型的的

3、建立以及相相应的运算。、课程内内容与考核目目录1 概论一、学习目目的和要求：本章带领考考生走进控制制工程领域，主主要了解控制制理论在工程程中的应用发发展，了解自自动控制系统统的基本概念念以及控制理理论在机械制制造工业中的的一些具体应应用；同时也也了解了本书书主要内容以以及作为 HYPERLINK /html/2005/6/zh48751855132650022475.html o 教材 教材材的讲授时间间安排建议。本本章中介绍的的一些技术上上名词术语、定定义等在以后后章节中会经经常用到，需需要熟记。二、课程内内容：1.1 控控制理论在工工程中的应用用发展（一）控制制工程基础是是一门技术科科学，

4、是研究究控制论在机机械电子工程程中的应用的的技术科学。（二）控制制理论是在产产业革命的背背景下，在生生产和军事需需求的刺激罡罡，自动控制制、电子技术术、计算机科科学等多种学学科相互交叉叉发展的产物物。（三）中心心思想是通过过信息的传递递、加工处理理并加以反馈馈来进行控制制，控制理论论也是信息学学科的重要组组成方面。（四）控制制工程基础是是研究系统的的动态特性、系系统输入和输输出之间的动动态关系。1.2 自自动控制系统统的基本概念念（一）自动动控制的概念念。（二）控制制系统所要解解决的基本任任务。（三）学习习本课程要解解决的两个方方面的问题。（四）系统统的输入量、扰扰动量和输出出量的概念。1.2

5、.11 自动控制制系统工作原原理（一）人工工控制的恒温温箱。（二）恒温温箱的自动控控制。1.2.22 开环控制制与闭环控制制（一）控制制系统基本原原理：1、开环系系统；2、闭环系系统。（二）电机机转速控制系系统。（三）闭环环调带系统。1.2.33 反馈控制制系统的基本本组成（一）典型型反馈控制系系统的组成。（二）反馈馈校正和串联联校正的概念念。1.2.44 自动控制制系统的基本本类型（一）模拟拟控制系统和和数字控制系系统。（二）恒值值调节系统和和随支系统。（三）连续续控制系统和和离散控制系系统。（四）线性性控制系统和和非线性系统统。1.2.55 对控制系系统的基本要要求（一）稳定定性。（二）快

6、速速性。（三）准确确性。1.3 控控制理论在机机械制造工业业中的应用（一）离心心调速器（二二）机器人关关节伺服系统统。（三）三坐坐标数控机床床。（四）六自自由度工业机机器人。（五）感应应导线式自动动导引车。（六）柔性性制造系统。1.4 课课程主要内容容及学时安排排（一）本课课程特点。（二）本课课程各章节内内容安排。三、考核知知识点：（一）自动动控制的基本本含义：1、自动控控制的含义；2、控制系系统的基本任任务和要解决决的问题。（二）自动动控制系统的的工作原理：1、开环系系统和闭环系系统；2、典型控控制系统的组组成；3、对控制制系统的基本本要求。四、考核要要求：（一）自动动控制的基本本含义要达到

7、到识记层次：1、控制理理论的中心思思想；2、自动控控制的含义；3、控制系系统的基本任任务和要解决决的问题。（二）自动动控制系统的的组成、工作作原理，要求求达到领会层层次：1、自动控控制系统的组组成；2、自动控控制系统的分分类；3、对控制制系统的基本本要求。五、本章重重点：（一）自动动控制系统的的基本含义。（二）自动动控制系统的的组成，信息息的传递，反反馈及反馈控控制的概念。（三）对自自动控制系统统的基本要求求。2 控制系系统的动态数数字模型一、学习目目的与要求：通过本章学学习明确为了了分析、研究究机械电子工工程系统的动动态特性，或或者对它们进进行控制，最最重要的一步步首先是建立立系统的数学学模

8、型，明确确数学模型的的含义，掌握握采用解析方方法建立一些些简单机、电电系统的数学学模型。明确拉普拉拉斯（简称拉拉氏）变换是是分析研究线线性动态系统统的有力工具具，通过拉氏氏变换将时域域的身分方程程变换为复数数域的代数方方程，掌握拉拉氏变换的定定义，并用定定义求常用函函数的拉氏变变换，会查拉拉氏变换表，掌掌握拉氏变换换的重要性质质及其应用，掌掌握用部分分分式法求拉氏氏变换的方法法以及了解用用拉氏变换求求解线性身分分方程的方法法。掌握传递函函数定义、特特点及推导方方法，方块图图及其简化法法则。了解信信号流程图及及梅逊公式的的应用，以及及数学模型、传传递函数、方方块图和信号号流程图之间间的关系。二、

9、课程内内容：2.1 基基本环节数学学模型2.1.11 质量弹簧阻阻尼系统应用牛顿第第二定律建立立质量弹弹簧阻尼尼系统的运动动微分方程。2.1.22 电路网络络应用基尔霍霍夫定律和区区姆定律建立立电路网络系系统的微分方方程。2.1.33 电动机应用力学、电电学方面定律律建立电枢控控制式直流电电动机的数学学模型。2.2 数数学模型的线线性化（一）各类类非线性现象象。（二）系统统线性化处理理的方法。2.3 拉拉氏变换及反反变换2.3.11 拉氏变换换定义2.3.22 简单函数数的拉氏变换换1、单位阶阶跃函数l（tt）；2、指数函函数eatI（t）；3、正弦函函数sint和余弦弦函数cosstI（tt

10、）；4、幂函数数tnI（tt）。2.3.33 拉氏变换换的性质1、满足叠叠加原理；2、微分定定理；3、积分定定理；4、衰减定定理；5、延进定定理；6、初值定定理；7、终值定定理；8、时间比比例尺改变的的象函数；9、tx（tt）的象函数数；x（t）10、的拉氏变换换；t 11、周周期函数的象象函数；12、卷积积分的象函数数。2.3.44 拉氏反变变换1、只含不不同单极点的的情况；2、含共轭轭复数极点情情况3、含多多重极点的情情况。2.3.55 用拉氏变变换解常系数数线性微分方方程2.4 传传递函数以及及典型环节的的传递函数（一）传递递函数的定义义。（二）传递递函数的特点点。2.4.11 比例环节

11、节G（s）=K （其中中K为常数）1 2.44.2 一阶阶惯性环节GG（s）=（其中TT这时间常数数）TS+12.4.33 微分环节节1、理想微微分环节G（ss）=KS（其其中K为常数数）；KTS 22、近似微分分环节G（ss）=（其中KK、T为常数数）。TS+1 K 2.44.4 积分分环节G（ss）=（其其中K为常数数）S 1 22.4.5 二阶振荡环环节G（s）=（01）T2S2+2TS+12.5 系系统函数方块块图及其简化化1、方块图图单元；2、比较点点；3、引出点点；4、串联；5、并联；6、反馈；7、方块图图变换法则；8、方块图图简化2.6 系系统信号流图图及梅逊公式式（一）信号号流

12、图的表示示方法。（二）梅逊逊公式。2.7 受受近期机械对对象数学模型型1、高谐振振振频率；2、高刚度度；3、适当阻阻尼；4、低转动动惯量。2.8 绘绘制实际物理理系统的函数数方块图（一）各种种典型机械系系统的传递函函数。（二）各种种电网络及电电气系统的传传递函数。*2.9 状态空间方方程基本概念念三、考核知知识点（一）数学学模型的概念念：1、数学模模型的含义；2、线性系系统含义及其其最重要的特特征可以运运用叠加原理理；3、线性定定常系统和线线性时变系统统的定义；4、非线性性系统的定义义及其线性化化方法。（二）系统统微分方程的的建立：1、对于机机械系统运用用牛顿第二定定律建立运动动微分方程式式；

13、2、对于电电气系统运用用基尔霍夫定定律建立微分分方程式。（三）拉氏氏变换与拉氏氏反变换定义义：（四）典型型时间函数的的拉氏变换：1、单位阶阶跃函数的拉拉氏变换；2、指数函函数atl（t）的的拉氏变换33、正弦函数数Sinttl（t）和和余弦函数CCostl（t）的的拉氏变换；4、幂函数数tnl（tt）的拉氏变变换。（五）拉氏氏变换的性质质1、满足叠叠加原理；2、微分定定理；3、积分定定理；4、衰减定定理；5、延进定定理；6、初值定定理；7、终值定定理；8、时间比比例尺改变的的象函数；9、tx（tt）的象函数数；x（t）10、的拉氏变换换；t 11、周周期函数的象象函数；12、卷积积分的象函数数

14、。（六）拉氏氏反变换1、拉拉氏反变换22、拉氏反变变换的部分分分式法：无重重极点和有重重极点的情况况。（七）用拉拉氏变换解常常微分方程：（八）传递递函数：1、传递函函数的定义；2、传递函函数的主要特特点。（九）方块块图及系统的的构成：1、方块图图表示方法及及其构成；2、系统的的构成：（1）串联联环节的构成成及计算；（2）并联联环节的构成成及计算；（3）反馈馈联结的构成成及计算；（4）误差差传递函数、前前向通道传递递函数、闭环环传递函数、反反馈通道传递递函数和开环环传递函数的的定义及计算算。3、方块图图的简化；4、画系统统方块图及求求传递函数步步骤。（十）信号号流图与梅逊逊公式：1、信号流流图表

15、示方法法及其构成；2、信号流流图与方块图图之间的关系系；3、梅逮公公式的应用。（十一）受受控机械对象象的数学模型型：1、高谐振振频率；2、高刚度度；3、适当阻阻尼；4、低转动动惯量。（十二）实实际物理系统统的传递函数数方块图：1、各种机机械系统的传传递函数；2、各种电电网络及电气气系统的传递递函数。四、考核要要求：（一）系统统数学模型概概念要求达到到识记的层次次：1、知道数数学模型的概概念；2、知道线线性系统和非非线性系统的的特性；3、知道线线性系统的叠叠加原理；4、知道非非线性系统定定义及其线性性化的方法。（二）系统统微分方程建建立要求达到到简单应用的的层次：1、应用牛牛顿定律，建建立机械系

16、统统的数学模型型；2、会选取取系统中间变变量；3、应用基基尔霍夫定律律建立电气系系统的数学模模型。（三）拉氏氏变换与拉氏氏反变换的定定义，要求达达到领会层次次：1、拉氏变变换的定义，原原函数和象函函数的概念；2、函数拉拉氏变换存在在的条件；3、拉氏反反变换的定义义。（四）典型型时间函数的的拉氏变换，要要求达到领会会层次：1、能知道道各种典型时时间函数的拉拉氏变换；2、能查表表求得常用函函数的拉氏变变换。（五）拉氏氏变换的性质质，要求达到到简单应用的的层次：1、熟记脉脉冲函数、阶阶跃函数、斜斜坡函数和指指数函数的拉拉氏变换；2、各个定定理的证明；3、利用拉拉氏变换的性性质对各种函函数和规则波波形

17、求拉氏变变换。（六）拉氏氏反变换的数数学方法，要要求达到简单单应用的层次次：1、能采用用部分分式法法对无重极点点的象函数求求出原函数；2、能采用用部分分式法法对有重极点点的象函数求求出原函数。（七）用拉拉氏变换解常常微分方程，要要求达到简单单应用的层次次：能用拉氏变变换方法求解解常微分方程程。（八）传递递函数要求达达到领会的层层次：1、知道传传递函数的概概念；2、知道系系统各环节与与方块图之间间的关系，串串联、并联、反反馈联接的概概念，并能计计算反馈通道道传递函数、闭闭环传递函数数、误差传递递函数、开环环传递函数和和前向通道传传递函数；3、熟知方方框图的简化化方法及求解解；4、熟知画画方框图的

18、步步骤及综合过过程；5、知道信信号流图的概概念用构成；6、记住梅梅逊公式并理理解其含义。（十）机、电电系统的传递递函数要法度度达到综合应应用的层次：1、会求各各类机械系统统的传递函数数；2、会求各各类电网络的的传递函数；3、机械系系统传递函数数的求解过程程；4、机、电电系统传递函函数的求解。（十一）本本章重点：建立简单机机电系统的微微分方程，运运用综合基础础知识，对系系统正确地取取分离体并分分析受力，注注意力和方向向，列写系统统微分方程式式。拉氏变换，拉拉氏变换的性性质及其应用用，用部分分分式法求拉氏氏反变换的方方法，吸盘拉拉氏变换法解解常微分方程程。建立系统传传递函数概念念，系统构成成及其传

19、递函函数，方块图图简化及其绘绘制。3 时域瞬瞬态响应分析析一、学习目目的与要求：通过本章学学习，明确一一个系统在建建立了系统的的数学模型（包包括微分方程程和传递函数数）之后，就就可以采用不不同的方法来来分析和研究究系统的动态态性能，时域域分析是重要要的方法之一一。明确系统统在外加作用用激励下，根根据所描述系系统的数学模模型，求出系系统的输出量量随时间变化化的规律，并并由此确定系系统的性能，明明确系统的时时间响应及其其组成，脉冲冲响应函数的的概念，掌握握一阶、二阶阶系统的典型型时间响应和和高阶系统的的时时间响应应以及主导极极点的概念。二、课程内内容3.1 时时域响应以及及典型输入信信号（一）时域

20、域响应的含义义：1、瞬态响响应的含义；2、稳态响响应的含义。（二）典型型输入信号的的概念：1、选择典典型输入信号号的好处；2、常见的的典型输入信信号。3.1.11 阶跃函数数。3.1.22 斜坡函数数。3.1.33 加速度函函数3.1.44 脉冲函数数3.1.55 正弦函数数3.2 一一阶系统的瞬瞬态响应3.2.11 一阶系统统的单位阶跃跃响应。3.2.22 一阶系统统的单位斜坡坡响应。3.2.33 一阶系统统的单位脉冲冲响应。3.3 二二阶系统的瞬瞬态响应3.3.11 二阶系统统的单位阶跃跃响应：1、欠阻尼尼情况；2、临界阻阻尼情况；3、过阻尼尼情况；4、零阻尼尼情况；5、负阻尼尼情况。3.

21、3.22 二阶系统统的单位脉冲冲响应：1、欠阻尼尼情况；2、临界阻阻尼情况；3、过阻尼尼情况。3.3.33 二阶系统统的单位斜坡坡响应：1、欠阻尼尼情况；2、临界阻阻尼情况；3、过阻尼尼情况。3.4 时时域分析性能能指标瞬态响应性性能指标包括括：1、上升时时间tr；2、峰值时时间tp；3、最大超超调量Mp；4、调整时时间ts.3.5 高高阶系统的瞬瞬态响应1、主导极极点的概念；2、偶极子子的概念。3.6 机机电系统时域域瞬态响应的的实验方法三、考核知知识点：（一）时间间响应：1、时间响响应的概念；2、瞬态响响应和稳态响响应的定义。（二）脉冲冲响应函数：1、脉冲响响应函数的定定义；2、脉冲响响应

22、函数与传传递函数的关关系；3、如何利利用脉冲响应应函数求系统统在任意输入入下的响应。（三）一阶阶系统的时间间响应：1、一阶系系统的传递函函数及其增益益和时间常数数的计算；2、一阶系系统的单位脉脉冲响应函数数的计算；3、一阶系系统的单位阶阶跃响应函数数的计算；4、一阶系系统的单位斜斜坡响应函数数的计算。（四）二阶阶系统的时间间响应：1、二阶系系统的传递函函数及其无阻阻尼自然频率率、有阻尼自自然频率和阻阻尼比的计算算；2、二阶系系统特征方程程；3、二阶系系统特征方程程根的分布；4、欠阻尼尼下的单位阶阶跃响应；5、临界阻阻尼下的单位位阶跃响应；6、过阻尼尼下的单位阶阶跃响应；7、阻尼比比、无阻尼自自

23、然频率与响响应曲线的关关系；8、不同阻阻尼比下的单单位脉冲响应应。（五）高阶阶系统的时间间响应1、主主导极点的概概念及其与时时间响应的关关系；2、偶极子子的概念。（六）瞬态态响应的性能能指标1、瞬瞬态响应的性性能指标定义义；2、二阶系系统的瞬态响响应指标的计计算；3、二阶系系统的阻尼比比、无阻尼自自然频率与各各性能指标间间的关系。四、考核要要求：（一）时间间响应，要求求达到识记层层次：1、记住时时间响应的定定义，常用的的典型输入信信号型式、瞬瞬态响应和稳稳态响应的定定义；2、记住脉脉冲响应函数数的定义，脉脉冲响应函数数与系统传递递函数的关系系。（二）利用用脉冲响应函函数求系统在在任意输入下下的

24、响应，要要求达到领会会的层次。（三）一阶阶系统的时间间响应要求达达到领会层次次：1、一阶系系统数学模型型的建立；2、一阶系系统增益及时时间常数的计计算；3、一阶系系统的单位阶阶跃响应函数数的计算；4、一阶系系统的单位脉脉冲响应函数数的计算；5、一阶系系统的单位斜斜坡响应函数数的计算；6、一阶系系统的时间常常数与系统瞬瞬态响应的关关系。（四）二阶阶系统的时间间响应，要求求达到简单应应用层次：1、二阶系系统数学模型型的建立；2、二阶系系统无阻尼自自然频率，有有阻尼自然频频率，阻尼比比，临界阻尼尼及特征方程程要之间的关关系；3、二阶系系统在不同阻阻尼下的单位位阶路响应及及其根的分布布；4、二阶系系统

25、在不同阻阻尼下的单位位脉冲响应。（五）高阶阶系统的时间间响应要求达达到识记层次次：1、明确主主导极点及与与系统时间响响应的关系；2、明确偶偶极子概念。（六）瞬态态响应的性能能指标，要求求达到领会的的层次：1、瞬态响响应的性能指指标定义；2、二阶系系统的瞬态响响应指标计算算；3、二阶系系统的阻尼比比、无阻尼自自然频率与各各性能指标的的关系；4、根据性性能指标的要要求来计算二二阶系统的阻阻尼比、无阻阻尼自然频率率、有阻尼自自然频率。（七）本章章重点：时间响应的的基本概念，一一阶系统的时时间响应，二二阶系统单位位阶跃响应及及性能指标。4 控制系系统的频率特特性一、学习目目的与要求：通过本章学学习，明

26、确频频率特性的基基本概念，频频率特性与传传递函数的关关系，系统动动刚度的概念念，掌握频率率特性的两种种表示方法以以及频率特性性与时间响应应之间的关系系，各基本环环节及系统的的极坐标图和和伯德图的画画法，闭环频频率特性及相相应的性能指指标，为频域域分析系统的的稳定性以及及综合校正打打下基础。二、课程内内容4.1 机机电系统频率率特性的概念念及其基本实实验方法4.1.11 频率特性性概述。4.1.22 频率特性性的实验求取取。4.2 极极坐标图4.2.11 曲型环节节的乃氏图：1、比例环环节；2、积分环环节；3、微分环环节；4、一阶惯惯性环节；5、二阶振振荡环节；6、延迟环环节。4.2.22 乃氏

27、图的的一般作图方方法。4.3 对对数坐标图4.3.11 典型环节节的伯德图：1、放大环环节：2、积分环环节；3、一阶惯惯性环节；4、一阶身身分环节；5、二阶振振荡环节；6、延迟环环节。4.3.22 一般系统统伯德图的作作图方法。4.3.33 最小相位位系统：1、最小相相位系统定义义；2、非最小小相位系统概概念。4.4 由由频率特性曲曲线求系统传传递函数4.5 由由单位脉冲响响应求系统的的频率特性*4.6 对数幅相图图4.7 控控制系统的闭闭环频响4.7.11 由开环频频率特性估计计闭环频率特特性。4.7.22 系统频域域指标：1、开环频频域指标；2、闭环频频域指标。三、考核知知识点：（一）频率

28、率特性：1、频率特特性定义；2、频率特特性与传递函函数的关系；3、系统动动刚度概念；4、传递函函数、频率特特性和时间响响应的关系；5、频率特特性的对数坐坐标图和极坐坐标图的表示示方法。（二）频率率特性的对数数坐标图：1、对数坐坐标图的组成成及特点；2、各种典典型环节的伯伯德图近似画画法及相应的的误差计算；3、画系统统的伯德图的的一般步骤和和方法。（三）频率率特性的极坐坐标图：1、极坐标标图的表示方方法及特点；2、各种典典型环节的极极坐标图的画画法及特点；3、系统极极坐标图的一一般画法及特特殊点计算方方法；4、系统的的型次、阶次次及零、极点点位置对极坐坐标图的影响响。（四）闭环环频率特性与与频域

29、性能指指标：1、系统闭闭环频率特性性概念及其计计算方法；2、频域性性能指标及计计算方法。（五）最小小相位系统的的概念：1、最小相相位系统的定定义；2、非最小小相位系统中中，当零、极极点分布在SS的右半平面面时，与系统统频率特性的的关系。四、考核要要求：（一）频率率特性要求达达到识记的层层次：1、系统频频率特性的定定义及其幅频频特性、相频频特性；2、频率特特性与传递函函数和微分方方程之间的关关系；3、频率特特性的特点；4、频率特特性与动刚度度的概念；5、频率特特性的表示方方法。（二）频率率特性的对数数坐标图要求求达到综合应应用层次：1、知道对对数坐标图的的表示方法及及特点；2、能熟练练绘制各种典

30、典型环节的伯伯德图的近似似画法及计算算相应的误差差；3、熟知绘绘制系统伯德德图的步骤和和方法。（三）频率率特性的极人人材图要求达达到综合应用用层次：1、知道极极坐标图的表表示方法及特特点；2、能熟练练绘制各种典典型环节的极极坐标图的近近似画法及计计算相应特殊殊点；3、熟知绘绘制系统极坐坐标图的步骤骤和方法。4、熟知系系统型次、阶阶次与极坐标标图的起始和和终点的关系系。（四）最小小相位系统的的概念要求达达到领会层次次：1、最小相相位系统的定定义；2、非最小小相位系统的的概念及其频频率特性计算算；3、熟知由由系统伯德图图估计最小相相位系统的传传递函数。（五）本章章重点频率特特性的基本概概念及其两种

31、种表示方法、画画法及特点，闭闭环频率特性性的性能指标标及其计算方方法。5 控制系系统的稳定性性分析一、学习目目的与要求：通过本章学学习明确稳定定性的概念，掌掌握判别系统统稳定性的基基本准则，掌掌握劳斯赫赫尔维茨稳定定判据和乃奎奎斯特稳定判判据以及相对对稳定性的概概念。二、课程内内容：5.1 系系统稳定性的的基本概念5.2 系系统稳定的充充要条件5.3 代代数稳定性判判据5.3.11 劳斯稳定定性判据5.4 乃乃奎斯特稳定定性判据5.4.11 米哈伊洛洛夫定理5.4.22 乃奎斯特特稳定性判据据5.4.33 乃奎斯特特稳定性判据据的另一表述述*5.4.4 应用逆逆Nyguiist图的NNygui

32、sst稳定判据据5.5 应应用乃奎斯特特判据分析延延时系统的稳稳定性5.5.11 延时环节节并联在闭环环系统前向通通道中时的系系统稳定性。*5.5.2 延时环环节并联在闭闭环系统前向向通道中时的的系统稳定性性。5.7 控控制系统的相相对稳定性（一）相位位裕量。（二）幅值值裕量kg.*5.8 李雅普诺夫夫稳定性方法法三、考核知知识点：（一）稳定定性：1、稳定性性的概念；2、判别稳稳定性的基本本准则，即系系统稳定性的的必要和充分分条件；3、判别稳稳定的方法，直直接计算特征征根和判别特特征根在S平平面上的位置置。（二）劳斯斯赫尔维维茨稳定性判判据：1、劳斯赫尔维茨稳稳定性判据的的原理及系统统稳定必要

33、条条件；2、劳斯稳稳定性判据充充分条件以及及判别方法和和步骤；3、劳斯数数列中几种特特殊情况的处处理方法；4、赫尔维维茨稳定性判判据充分条件件以及方法和和步骤。（三）乃奎奎斯特稳定性性判据：1、基本原原理：通过系统开开环乃奎斯特特图以及开环环极点的位置置来判别闭环环特征方程的的根在S平面面上的位置，从从而判别系统统的稳定性。（1）闭环环特征方程；（2）米哈哈伊洛夫定理理；（3）乃奎奎斯特判据；（4）用乃乃奎斯特法判判别系统的稳稳定性；（5）对OO型系统判稳稳定方法及特特殊点计算方方法；（6）对II型系统判稳稳定方法及特特殊点的计算算方法；（7）对型系统判稳稳定方法及特特殊点的计算算方法；（8）

34、对具具有延时环节节系统判稳定定方法及计算算。2、应用实实例：明确系统参参数对系统稳稳定性的影响响。（四）系统统相对稳定性性：1、系统相相对稳定性：（1）相位位裕量和幅值值裕量在极坐坐标图和伯德德图上的表示示方法；（2）用相相们裕量和幅幅值量来衡量量系统稳定性性时应注意的的几个问题。2、条件稳稳定系统的基基本概念。四、考核要要求：（一）稳定定性要求达到到识记层次：1、知道系系统稳定性的的概念；2、知道系系统稳定性的的基本条件。（二）劳斯斯赫尔维茨茨稳定性判据据要求达到简简单应用层次次：1、能表述述劳斯稳定性性判据的基本本原理及计算算方法；2、能表达达劳斯数列中中出现零或某某一行全为零零时的计算方

35、方法及含义。（三）乃奎奎斯特稳定性性判据要求达达到简单应用用层次：1、能表述述闭环特征方方程的零点数数与极点数的的关系；2、能表述述米哈依洛夫夫原理及其计计算方法；3、能表述述乃奎斯物判判稳定的步骤骤和方法；4、能表述述在虚轴上存存在有几个极极点时的乃奎奎斯特判稳方方法；5、对不同同型次、阶次次的系统能熟熟练地判别其其稳定性；6、对具有有延时环节系系统的稳定性性判别方法；7、通过稳稳定性分析，明明确系统参数数的影响程度度及如何改善善性能。（四）系统统的相对稳定定性要求达到到综合应用层层次：1、能表述述相对稳定性性的基本概念念；2、熟知相相位裕量和幅幅值裕量的表表示方法及计计算；3、熟知选选取相

36、位裕量量和幅值裕量量应注意的几几个问题；4、能表述述条件稳定性性的基本概念念。（五）本章章重点：系统稳定性性的基本概念念，劳斯赫赫尔维茨判稳稳的方法，乃乃奎斯物判稳稳的方法，相相位裕量和幅幅值裕量的概概念及计算方方法。6 控制系系统的误差分分析和计算一、学习目目的与要求：通过本章学学习明确系统统的误差的概概念与稳态误误差的计算方方法以及系统统稳态误差与与系统型次的的关系。二、课程内内容：6.1 稳稳态误差的基基本概念1、误差和和偏差；2、误差和和稳态误差。6.2 输输入引起的稳稳态误差6.2.11 误差传递递函数与稳态态误差。6.2.22 静态误差差系数：1、系统类类别与系统阶阶次；2、系统稳

37、稳态误差；3、表态位位置误差系数数和位置误差差；4、静态速速度误差系数数和速度误差差；5、表态加加速度误差系系数和加速误误差。6.3 干干扰引起的稳稳态误差6.4 减减小系统误差差的途径1、按干扰扰补偿；2、按输入入补偿。*6.5 动态误差系系数三、考核知知识点：（一）误差差、偏差的概概念：1、误差、偏偏差的概念；2、稳态误误差和稳态偏偏差的计算。（二）输入入引起的稳态态误差：1、误差传传递函数与稳稳态误差的概概念；2、系统类类别的定义；3、系统稳稳态误差与系系统类别、开开环增益及输输入信号之间间的关系；4、静态位位置误差系统统和位置误差差定义以及与与系统类别的的关系；5、静态速速度误差系数数

38、与速度误差差定义以及与与系统类别的的关系；6、静态加加速度误差系系数和加速度度误差定义以以及与系统类类别的关系；7、不同类类别系统在不不同输入信号号下的稳态误误差。（三）振动动作用下系统统干扰稳态误误差的计算。（四）减小小系统误差的的途径：1、按干扰扰补偿的概念念和对干扰全全裣的条件；2、按输入入补偿的概念念和在输入信信号作用下误误差全补偿条条件。四、考核要要求：（一）系统统误差分析要要求达到综合合应用的层次次：1、记住误误差、偏差和和稳态误差的的定义；2、知道系系统类别的概概念；3、知道稳稳态误差与系系统有关因素素之间的关系系；4、知道各各种静态误差差系数定义及及与稳态误差差的关系；5、求解

39、扰扰动作用的稳稳态误差；6、具有扰扰动作用下系系统误差的计计算。（二）减小小系统误差的的途径要求达达到识记层次次：1、知道按按干扰补偿的的概念，熟知知按干扰进行行顺馈补偿及及其计算；2、熟知按按输入进行顺顺馈补偿及实实现全补偿的的原理。（三）本章章重点：误差分析，误误差及稳态误误差的定义，位位置误差、速速度误差和加加速度误差的的计算，干扰扰作用下的系系统误差计算算，对干扰进进行全补偿条条件，对输入入作用下误差差全补偿条件件。7 控制系系统的综合与与校正一、学习目目的的与要求求：通过本章学学习，明确在在预先在规定定了系统性能能指标情况下下，如何选择择适当的校正正环节和参数数，使系统满满足这些要求

40、求，因此，应应掌握系统的的时域性能指指标、频域性性能指标以及及它们之间的的相互关系，各各种校正方法法的实现。二、课程内内容：7.1 系系统的性能指指标7.1.11 时域性能能指标。7.1.22 开环频域域指标。7.1.33 闭环频域域指标。7.1.44 综合性能能指标（误差差准则）。7.2 系系统的校正概概念1、校正的的含义；2、校正的的方法。7.3 串串联校正7.3.11 超前校正正。7.3.22 滞后校正正。7.3.33 滞后超前校正。7.3.44 PID调调节器：1、比例控控制器（P调调节）；2、积分控控制器（I调调节）；3、微分控控制器（D调调节）；4、比例积分微分控制器器（PID调调

41、节）。7.4 反反馈校正7.4.11 利用反馈馈校正改变局局部结构和参参数。7.4.22 速度反馈馈和加速度反反馈。7.5 用用频率法对控控制系统进行行综合与校正正7.5.11 典型系统统的希望对数数频率特性1、二阶最最优模型；2、高阶最最优模型。7.5.22 希望对数数频率特性与与系统性能指指标的关系。7.5.33 用希望对对数频率特性性进行校正装装置的设计。7.6 典典型机电反馈馈控制系统综综合校正举例例7.6.11 直流电动动机调速系统统：1、直流伺伺服电动机测速机机机组；2、PWMM功率放大器器；3、霍尔电电流传感器；4、电流环环（跨导功率率放大器）的的分析与设计计。7.6.22 电压

42、位置随动系系统。*7.7 确定PIDD参数的其他他方法三、考核知知识点：（一）控制制系统性能指指标及校正方方法：1、系统性性能指标的分分类；2、系统瞬瞬态性能指标标的含义及通通常采用的指指标；3、稳态性性能指标的含含义及通常采采用的指标；4、频域性性能指标的含含义及通常采采用的指标；5、二阶系系统频域性能能指标与时域域性能指标间间的关系；6、频率特特性曲线中，不不同频率段的的特性与系统统性能的关系系；7、校正的的目的及方式式。（二）控制制系统的串联联校正：1、相位超超前校正的特特点及实现方方法；2、相位滞滞后校正的特特点及实现方方法；3、相位滞滞后超前校校正的特点及及实现方法；4、PIDD校正

43、的特点点及实现方法法。（三）控制制系统的反馈馈校正：1、利用反反馈校正改变变局部结构和和参数；2、速度反反馈和加速度度反馈的特点点及实现方法法。四、考核要要求：（一）控制制系统的性能能指标及校正正方式要求达达到识记层次次：1、表述系系统时域和频频域性能指标标；2、表述二二阶系统中时时域和频域性性能指标的转转换；3、表述系系统开环频率率特性各频段段含义及对系系统性能的影影响；4、表述校校正的概念，校校正的方式及及其特点。（二）控制制系统的串联联校正要求达达到简单应用用层次：1、熟知增增益校正的特特点及计算方方法；2、熟知相相位超前校正正的特点及计计算方法；3、熟知相相位滞后校正正的特点及计计算方法；4、熟知相相位滞后超超前校正的特特点及其计算算方法；5、熟知PPID校正的的特点及实现现方法。（三）反馈馈和顺馈校正正要求达到综综合应用层次次：1、熟知反反馈校正中系系统类别、系系统时间常数数以及系统阻阻尼比对系统统性能的影响响；2、熟知速速度反馈、加加速度反馈的的特点和实现现方法；3、熟知按按输入进行顺顺馈校正及实实现全补偿的的原理；4、熟知按按扰动进行顺顺馈校正及其其计算和实现现全补偿的原原理。（四）本