828自动控制理论用什么书

浙江工业大学2016年

硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲 科目代码、名称:

828 自动控制理论

专业类别：

学术型□专业学位

适用专业:

控制科学与工程、系统分析与集成

一、基本内容

反馈控制系统，开环、闭环与复合控制系统，线性系统与非线性系统，连续系统与离散系统等基本概念。对控制系统性能的基本要求和稳定性，暂态性能，稳态性能等基本概念。 控制系统数学模型的概念和建立数学模型的方法。微分方程模型及建立系统微分方程模型的步骤和方法。传递函数概念，传递函数与脉冲响应函数的定义，传递函数的表达形式，控制系统传递函数模型的建立。线性系统基本环节，控制系统的结构图，结构图的等价变换与化简。控制系统频率特性的定义、物理意义及求取，典型环节、开环频率特性的伯德图（Bode），由伯德图确定系统的频率特性和传递函数。 控制系统稳定性的定义与稳定性条件（连续/离散系统），劳思（Routh）稳定判据，朱利（Jury）稳定判据，奈奎斯特（Nyquist）稳定判据，相对稳定性分析（幅值裕度和相位裕度）。控制系统稳定判据的应用。

典型输入信号及拉氏变换、控制系统动态性能指标的定义。连续一阶控制系统、典型二阶系统的动态性能计算。

控制系统误差

教案 2006~07第一学期

课程名称 学分 总学时 课程属性 先修课程 教材 自动控制原理 3.5 72（授课66，实验6） 必修 高等数学；积分变换；复变函数；模拟电路；电路分析。 自动控制原理（第二版） 华北电力大学 于希宁、刘红军主编 电力出版社 参考教材 1、自动控制理论复习指导与习题详解 于希宁、刘红军主编 电力出版社 2、自动控制原理 金慰刚主编 天津科学技术出版社 3、自动控制原理 胡寿松主编 科学出版社 4、自动控制原理习题集 胡寿松主编 国防工业出版社 授课教师 于希宁 授课专业和授1、自动化04-1、2、3、4、5； 课班级 2、仪器仪表04-1、2； 3、科技学院自动化04-1、2。

1

第一次课 本次课所属章节 《自动控制原理》课程的重要性；本课程最终所要达到的目教学目的及基本要求 的；课程的主要内容及各内容之间的相互连带关系；该课程需要掌握的前期基础知识；该课程对后续课程及工程应用有哪些支撑作用；自动控制系统的一般概念。 激发学生产生强烈的求知欲望，调动学生学习本课程的积极重点 性以及如何学好本课程的方法。负反馈控制系统的一般组成及调节机理。

自动控制理论在车辆主动悬架中的应用

作者：李亮 指导老师：赵贤林

摘要：电子技术和自动控制理论在车辆上的应用，大大的改善了车辆的行驶平顺性和操作稳定性等。但是，这些控制系统大多是针对车辆的某一性能指标设计的，而整车性能的改善需要车辆各系统的协调工作。本文首先根据车辆动力学基本原理，建立了车辆主动悬架系统；然后以这个系统为研究对象，对主动悬架系统经过集成控制和优化后，车辆的行驶平顺性和操纵稳定性等综合性能得到了明显改善。

关键词：自动控制；主动悬架系统；集成控制；行驶平顺性；操纵稳定性

Automatic control theory application in

vehicle active suspension

Author：Li Liang Instructor：Zhao Xianlin

Abstract：Electronic technology and the application of automatic control theory on the vehicle, greatly improve the riding comfort of vehicle and the operation stabilit

3-1，试求下列传递函数在零初始条件下的单位阶跃响应y(t)。 (1) G(s)?211； （2）G(s)?2；（3）G(s)?

(S?1)(S?2)s(S?1)(S?2)s(s2?2s?4)

3-2 某系统初始条件为零，其响应如图所示，试求该系统的传递函数。

y(t)Ky(t)106.32t0T0τTt

（1）单位脉冲?(t)响应 （2）单位阶跃1(t)响应

3-3 试在s平面上分别画出满足下列每一参量要求的二阶系统极点区域。 （1）??0.707,?n?2s?1；（2）0.5???0.707,2s?1??n?4s?1

3-4 已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，求下列参数条件下的

s(?s?1)最大超调量和调整时间，画出闭环极点位置并总结动态指标的变化与极点和系统参数的关系。

（1）K?4,??1； （2）K?1,??1； （3）K?2,??0.5

3-5 已知二阶系统的单位阶跃响应为

?1.t2 h(t)?10?12.e5sint?(1.?6 53.1)试求（1）系统的最大超调量Mp(%)、峰

《自动控制理论》实验指导书

实验一典型环节的电路模拟与数字仿真研究一、实验目的

通过实验熟悉各种典型环节的传递函数及其特性，掌握电路模拟和数字仿真研究方法。

二、实验内容

1．设计各种典型环节的模拟电路

2．编制获得各种典型环节阶跃特性的数字仿真程序。

3．完成各种典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。

4．运行所编制的程序，完成典型环节阶跃特性的数字仿真研究，并与电路模拟研究的结果作比较。

三、实验步骤

1．熟悉实验设备，设计并连接各种典型环节（如：比例、积分、比例积分、比例微分、比例积分微分以及惯性环节）的模拟电路；

2．利用实验设备完成各典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响；

3．用MATLAB编写计算各典型环节阶跃响应的计算机仿真程序；

4．计算机上运行仿真程序，完成各典型环节阶跃特性的数字仿真研究，并与电路模拟测试的结果作比较。

5．分析实验结果，完成实验报告。

四、附录

1．比例(P)环节的传递函数、方块图、模拟电路和阶跃响应

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《自动控制理论》实验指导书

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比例环节的传递函数为：0

()

()

i

U s

K

U s

=

其方块图、模拟电路和阶跃响应，分别如图1.1.1、图1.1.2和图1.

习题参考答案

2-1 已知R-L-C网络如图所示，试列写以ui为输入，uo为输出的微分方程模型。

R1i1CLi3?uii2R3?uoR2??

解： 电感方程：L电容方程：Cdi3?uo?R1i1?ui...（1） dtduc?i2...（2） dt有6个变量，列出微分方程模型时保留2个，因此要消掉4个变量，还需要列出3个方程：

由KVL：R1i1?uc?R2i2?ui...（3） 由KCL：i1?i2?i3...（4） 在输出端：R3i3?uo...（5）

将（5）代入（1）（4）可消去i3，然后将（4）代入（1）（3）消去i1得到： u?Lduo?uo?R1(i2?o)?ui?(6)??R3dtR3 ?uo?R1(i2?)?uc?R2i2?ui?(7)?R3?用方程（2）消去uc：将（7）整理为代入，得到： R1duoi2didu??(R1?R2)2?i R3dtCdtdtR1CR1uo?uc?(R1?R2)i2?ui后取时间的导数，再将（2）R3duodidu?R3i2?R3(R1?R2)C2?R3Ci...（8） dtdtdtduo?(R3?R1)uo]，代入(8)?R1得到 dt1

最后，将（6）整理为R1R3i2?R3ui?[L

中南民族大学

自动控制原理与系统论文

题 目

学 院 专 业 姓 名 任 课

教 师

自动控制原理的发展概况及原理

机电工程学院 电气自动化 班 级 3班 王鹏龙 学 号 100101314

张琦

2012 年 5 月

焦作大学 2010 — 2011 学年第 1 学期

课程作业题

课程名称： 自动化（专业）概论 作业类型： 科技论文 考查形式： 开卷笔试

适用范围：计算机科学学院 2010年级 自动化专业 本科

姓名 王鹏龙 学号 100101314 总分 评卷

通过本课程的学习，结合《自动化专业人才培养方案(2009版)》，写一篇关于自动化专业某一课程的文章，要求：

1．从《培养方案》的“学科基础课程”或“专业课程”中选择一门课程

习题参考答案

2-1 已知R-L-C网络如图所示，试列写以ui为输入，uo为输出的微分方程模型。

R1i1CLi3?uii2R3?uoR2??

解： 电感方程：L电容方程：Cdi3?uo?R1i1?ui...（1） dtduc?i2...（2） dt有6个变量，列出微分方程模型时保留2个，因此要消掉4个变量，还需要列出3个方程：

由KVL：R1i1?uc?R2i2?ui...（3） 由KCL：i1?i2?i3...（4） 在输出端：R3i3?uo...（5）

将（5）代入（1）（4）可消去i3，然后将（4）代入（1）（3）消去i1得到： u?Lduo?uo?R1(i2?o)?ui?(6)??R3dtR3 ?uo?R1(i2?)?uc?R2i2?ui?(7)?R3?用方程（2）消去uc：将（7）整理为代入，得到： R1duoi2didu??(R1?R2)2?i R3dtCdtdtR1CR1uo?uc?(R1?R2)i2?ui后取时间的导数，再将（2）R3duodidu?R3i2?R3(R1?R2)C2?R3Ci...（8） dtdtdtduo?(R3?R1)uo]，代入(8)?R1得到 dt1

最后，将（6）整理为R1R3i2?R3ui?[L

实验一 典型环节的MATLAB仿真 Experiment 1 MATLAB simulation of typical link

一、实验目的

1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。

3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、SIMULINK的使用

MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。

1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter键或在工具栏单击

按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。

2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。 3．在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。 以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：

1）进入线性系统模块库，构建传递函数。点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至

实验五 线性系统的时域分析

一、实验目的

1、学会使用MATLAB绘制控制系统的单位阶跃响应曲线； 2、研究二阶控制系统中 、 对系统阶跃响应的影响

3、掌握系统动态性能指标的获得方法及参数对系统动态性能的影响。

二、 实验设备

Pc机一台，MATLAB软件。

三、实验举例

已知二阶控制系统：C（s)/R(s）=10/[s2+2s+10]

求：系统的特征根? 、wn 系统的单位阶跃响应曲线

解：1、求该系统的特征根

若已知系统的特征多项式D()，利用roots()函数可以求其特征根。若已知系统的传递函数，可以利用eig()函数直接求出系统的特征根。

在MATLAB命令窗口提示符下键入： （符号 表示回车） num=[10] 分子多项式系数 den=[1 2 10] 分母多项式系数 sys=tf（num，den）； 建立控制系统的传递函数模型 eig（sys） 求出系统的特征根

屏幕显示得到系统的特征根为：

ans = -1.0000 + 3.000