动控制原理总复
第章概念
1典型反馈控制系统基组成框图：
2动控制系统基控制方式：(1)反馈控制方式(2)开环控制方式(3)复合控制方式
3基求提法：结稳定性（长期稳定性）准确性（精度）快速性（相稳定性）
第二章求
1掌握运拉氏变换解微分方程方法
2牢固掌握传递函数概念定义性质
3明确传递函数微分方程间关系
4熟练进行结构图等效变换
5明确结构图信号流图间关系
6熟练运梅逊公式求系统传递函数
例1 某控制系统动态结构图试分求系统传递函数
例2 某控制系统动态结构图试分求系统传递函数：
例3：
图汇总：
Ui(s)
Uo(s)
Uo(s)
U(s)
I2(s)
IC(s)
1
1
1
1R1
1C1s
1C2s
1R2
例4控制系统动态结构图试求系统传递函数
W1
W2
W3
W5
W4
X(S) — —
X（S）
例5 图RLC电路试列写网络传递函数 Uc(s)Ur(s)
R
L
C
i(t)
ur(t)
uc(t)
解 零初始条件取拉氏变换：
例6某控制系统单位阶跃响应：试求系统传递函数微分方程脉响应
解：传递函数：
微分方程：
脉响应：
例7控制系统单位脉响应试求系统传递函数微分方程单位阶跃响应
解：传递函数： 微分方程：
单位阶跃响应：
第三章 章求：
1稳定性判断
1）正确理解系统稳定性概念稳定充条件 闭环系统特征方程根均具负实部者说
闭环传递函数极点均分布面左半部
2）熟练运代数稳定判判定系统稳定性进行分析计算
2稳态误差计算
1）正确理解系统稳态误差概念终值定理应限制条件
2）牢固掌握计算稳态误差般方法
3）牢固掌握静态误差系数法应限制条件
3动态性指标计算
1）掌握阶二阶系统数学模型典型响应特点
2）牢固掌握阶二阶系统特征参数欠阻尼系统动态性计算
3）掌握典型欠阻尼二阶系统特征参数极点位置动态性关系
例3 已知图中Tm02K5求系统单位阶跃响应指标
R(s)
()
C(s)
解3：系统闭环传递函数
化标准形式
2zwn1Tm5 wn2KTm25
解 wn5 ζ05
例4某控制系统动态结构图求系统阻尼ξ06确定K值计算单位阶跃函数输入时闭环系统
响应σt（5）
闭环传递函数：
K056
例5：设控制系统开环传递函数系统 试劳斯判判系统稳定性确定
复面右半面特征根数目
解：特征方程：
劳斯表
控制系统稳定右半面两特征根
例6：单位负反馈控制系统开环传递函数：G（S）求系统闭环稳定试确定K
范围(劳斯判)
解：特征方程：
劳斯表
系统稳定K值范围（014）
例6：系统特征方程：
解：列出劳斯表：
劳斯表中第列元素符号变化说明该系统特征方程没正实部根：系统稳定
第四章 根轨迹
1根轨迹方程
2根轨迹绘制基法
3广义根轨迹
（1）参数根轨迹 （2）零度根轨迹
例1 某单位反馈系统
（1）3条根轨迹起点
(2) 实轴根轨迹 （01）（2∞）
（3）渐线：3条
渐线夹角：
渐线实轴交点：
（4）分离点：
：
（5）虚轴交点
系统特征方程：
实部方程 虚部方程：
解：
(舍)
界稳定时6
例2已知负反馈系统闭环特征方程试绘制变参数根轨迹图
根轨迹图确定系统界稳定时值
解 特征方程根轨迹方程
（1）根轨迹起点（开环限零点）
（2） 根轨迹3支连续称实轴
（3） 根轨迹渐线
（4） 实轴根轨迹
（5）分离点中分离角分离点满足列方程
解方程
（7） 根轨迹虚轴交点：代入特征方程实部方程
虚部方程
根轨迹图系统界稳定时
述分析系统概略根轨迹右图示：
例3已知负反馈系统闭环特征方程 试绘制变参数根轨迹图
根轨迹图确定系统界稳定时值
解 特征方程根轨迹方程
（1）3条根轨迹起点
(2) 渐线：3条
渐线夹角：
渐线实轴交点：
（3）分离点：
（舍）
（4）虚轴交点
系统特征方程：s(s+4)(s+6)+K*0
令 代入求
实部方程
虚部方程：
解： (舍)
界稳定时240
第五章 章求：
1正确理解频率特性基概念
2掌握开环频率特性曲线绘制
（1）开环幅相曲线绘制方法
1）确定开环幅相曲线起点 终点
2）确定开环幅相曲线实轴交点
穿越频率开环幅相曲线曲线实轴交点
3）开环幅相曲线变化范围（象限单调性）
（2）开环数频率特性曲线
1）开环传递函数典型环节分解
2）确定阶环节二阶环节交接频率交接频率标注半数坐标图 轴
3）绘制低频段渐特性线：低频特性斜率取决 需确定该直线点采三种方法：
方法： 范围选点 计算
方法二：取频率特定值
方法三：取 特殊值0
4）两相邻交接频率间直线交接频率点处斜率发生变化变化规律取决该交接频率应典型
环节种类表示
3熟练运频率域稳定判
奈氏判： 反馈控制系统稳定充分必条件闭合曲线 包围界点 点圈数R等开环传递函数
正实部极点数P
4掌握稳定裕度概念
相角裕度 ：系统开环频率特性幅值1时应角频率称幅值穿越频率截止频率记
定义相位裕度
例4已知两负反馈控制系统开环传递函数分：（1） （2）
试分作出幅相频特性奈奎斯特判判断系统稳定性
（1）
起点：
终点：
穿负实轴：
（2）
起点：
终点：
穿负实轴：
例5已知单位负反馈控制系统开环传递函数分：（1） （2）
试分作出幅相频特性奈奎斯特判判断系统稳定性
（1）（1）
起点：
终点：
穿负实轴：
（2）
穿负实轴：
例3相位控制系统开环数幅频特性图示试求开环传递函数G（S）
传递函数：
低频段
系统开环传递函数
例4相位控制系统开环数幅频特性图示试求开环传递函数G（S）求单位斜坡函数输入
时闭环控制系统稳态误差
第六章 章求
1掌握常校正装置频率特性作
2掌握选择校正装置方法
3重点掌握串联校正设计方法
4解反馈校正复合校正设计方法
目前工程实践中常校正方式串联校正反馈校正复合校正三种
例1：单位负反馈系统开环传递函数求相位裕量50校正
试确定系统串联超前校正装置
解：作伯德图
取
挍正装置传递函数：
挍正开环传递函数：校验：满
例2：单位负反馈系统开环传递函数C（S）求相位裕量50
校正试确定系统串联超前校正装置
解 作伯德图
取
挍正装置传递函数：
挍正开环传递函数：校验：满足
第八章章求 1解非线性系统特点
2掌握研究非线性系统描述函数法
3 描述函数法
描述函数法基频域分析法非线性特性谐波线性化种图解分析方法
例1 非线性控制系统结构图非线性特性部分描述函数代果N（A）G（j）曲线分：
（a）（b）（c）试判断稳定性 [曲线（c）AB两点振点]
结构图
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第章概念
1典型反馈控制系统基组成框图：
2动控制系统基控制方式：(1)反馈控制方式(2)开环控制方式(3)复合控制方式
3基求提法：结稳定性（长期稳定性）准确性（精度）快速性（相稳定性）
第二章求
1掌握运拉氏变换解微分方程方法
2牢固掌握传递函数概念定义性质
3明确传递函数微分方程间关系
4熟练进行结构图等效变换
5明确结构图信号流图间关系
6熟练运梅逊公式求系统传递函数
例1 某控制系统动态结构图试分求系统传递函数
例2 某控制系统动态结构图试分求系统传递函数：
例3：
图汇总：
Ui(s)
Uo(s)
Uo(s)
U(s)
I2(s)
IC(s)
1
1
1
1R1
1C1s
1C2s
1R2
例4控制系统动态结构图试求系统传递函数
W1
W2
W3
W5
W4
X(S) — —
X（S）
例5 图RLC电路试列写网络传递函数 Uc(s)Ur(s)
R
L
C
i(t)
ur(t)
uc(t)
解 零初始条件取拉氏变换：
例6某控制系统单位阶跃响应：试求系统传递函数微分方程脉响应
解：传递函数：
微分方程：
脉响应：
例7控制系统单位脉响应试求系统传递函数微分方程单位阶跃响应
解：传递函数： 微分方程：
单位阶跃响应：
第三章 章求：
1稳定性判断
1）正确理解系统稳定性概念稳定充条件 闭环系统特征方程根均具负实部者说
闭环传递函数极点均分布面左半部
2）熟练运代数稳定判判定系统稳定性进行分析计算
2稳态误差计算
1）正确理解系统稳态误差概念终值定理应限制条件
2）牢固掌握计算稳态误差般方法
3）牢固掌握静态误差系数法应限制条件
3动态性指标计算
1）掌握阶二阶系统数学模型典型响应特点
2）牢固掌握阶二阶系统特征参数欠阻尼系统动态性计算
3）掌握典型欠阻尼二阶系统特征参数极点位置动态性关系
例3 已知图中Tm02K5求系统单位阶跃响应指标
R(s)
()
C(s)
解3：系统闭环传递函数
化标准形式
2zwn1Tm5 wn2KTm25
解 wn5 ζ05
例4某控制系统动态结构图求系统阻尼ξ06确定K值计算单位阶跃函数输入时闭环系统
响应σt（5）
闭环传递函数：
K056
例5：设控制系统开环传递函数系统 试劳斯判判系统稳定性确定
复面右半面特征根数目
解：特征方程：
劳斯表
控制系统稳定右半面两特征根
例6：单位负反馈控制系统开环传递函数：G（S）求系统闭环稳定试确定K
范围(劳斯判)
解：特征方程：
劳斯表
系统稳定K值范围（014）
例6：系统特征方程：
解：列出劳斯表：
劳斯表中第列元素符号变化说明该系统特征方程没正实部根：系统稳定
第四章 根轨迹
1根轨迹方程
2根轨迹绘制基法
3广义根轨迹
（1）参数根轨迹 （2）零度根轨迹
例1 某单位反馈系统
（1）3条根轨迹起点
(2) 实轴根轨迹 （01）（2∞）
（3）渐线：3条
渐线夹角：
渐线实轴交点：
（4）分离点：
：
（5）虚轴交点
系统特征方程：
实部方程 虚部方程：
解：
(舍)
界稳定时6
例2已知负反馈系统闭环特征方程试绘制变参数根轨迹图
根轨迹图确定系统界稳定时值
解 特征方程根轨迹方程
（1）根轨迹起点（开环限零点）
（2） 根轨迹3支连续称实轴
（3） 根轨迹渐线
（4） 实轴根轨迹
（5）分离点中分离角分离点满足列方程
解方程
（7） 根轨迹虚轴交点：代入特征方程实部方程
虚部方程
根轨迹图系统界稳定时
述分析系统概略根轨迹右图示：
例3已知负反馈系统闭环特征方程 试绘制变参数根轨迹图
根轨迹图确定系统界稳定时值
解 特征方程根轨迹方程
（1）3条根轨迹起点
(2) 渐线：3条
渐线夹角：
渐线实轴交点：
（3）分离点：
（舍）
（4）虚轴交点
系统特征方程：s(s+4)(s+6)+K*0
令 代入求
实部方程
虚部方程：
解： (舍)
界稳定时240
第五章 章求：
1正确理解频率特性基概念
2掌握开环频率特性曲线绘制
（1）开环幅相曲线绘制方法
1）确定开环幅相曲线起点 终点
2）确定开环幅相曲线实轴交点
穿越频率开环幅相曲线曲线实轴交点
3）开环幅相曲线变化范围（象限单调性）
（2）开环数频率特性曲线
1）开环传递函数典型环节分解
2）确定阶环节二阶环节交接频率交接频率标注半数坐标图 轴
3）绘制低频段渐特性线：低频特性斜率取决 需确定该直线点采三种方法：
方法： 范围选点 计算
方法二：取频率特定值
方法三：取 特殊值0
4）两相邻交接频率间直线交接频率点处斜率发生变化变化规律取决该交接频率应典型
环节种类表示
3熟练运频率域稳定判
奈氏判： 反馈控制系统稳定充分必条件闭合曲线 包围界点 点圈数R等开环传递函数
正实部极点数P
4掌握稳定裕度概念
相角裕度 ：系统开环频率特性幅值1时应角频率称幅值穿越频率截止频率记
定义相位裕度
例4已知两负反馈控制系统开环传递函数分：（1） （2）
试分作出幅相频特性奈奎斯特判判断系统稳定性
（1）
起点：
终点：
穿负实轴：
（2）
起点：
终点：
穿负实轴：
例5已知单位负反馈控制系统开环传递函数分：（1） （2）
试分作出幅相频特性奈奎斯特判判断系统稳定性
（1）（1）
起点：
终点：
穿负实轴：
（2）
穿负实轴：
例3相位控制系统开环数幅频特性图示试求开环传递函数G（S）
传递函数：
低频段
系统开环传递函数
例4相位控制系统开环数幅频特性图示试求开环传递函数G（S）求单位斜坡函数输入
时闭环控制系统稳态误差
第六章 章求
1掌握常校正装置频率特性作
2掌握选择校正装置方法
3重点掌握串联校正设计方法
4解反馈校正复合校正设计方法
目前工程实践中常校正方式串联校正反馈校正复合校正三种
例1：单位负反馈系统开环传递函数求相位裕量50校正
试确定系统串联超前校正装置
解：作伯德图
取
挍正装置传递函数：
挍正开环传递函数：校验：满
例2：单位负反馈系统开环传递函数C（S）求相位裕量50
校正试确定系统串联超前校正装置
解 作伯德图
取
挍正装置传递函数：
挍正开环传递函数：校验：满足
第八章章求 1解非线性系统特点
2掌握研究非线性系统描述函数法
3 描述函数法
描述函数法基频域分析法非线性特性谐波线性化种图解分析方法
例1 非线性控制系统结构图非线性特性部分描述函数代果N（A）G（j）曲线分：
（a）（b）（c）试判断稳定性 [曲线（c）AB两点振点]
结构图
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