自動控制原理基本知識點和重點難點第1章

《自動控制原理》課程

基本知識點及重點難點分析

2023年9月

第1章自動控制系統的基本概念

1、內容提要

基本術語：反饋量，擾動量，輸入量，輸出量，被控物件；

基本結構：開環，閉環，復合；

基本型別：線性和非線性，連續和離散，程式控制與隨動；

基本要求：暫態，穩態，穩定性。

本章要解決的問題，是在自動控制系統的基本概念基礎上，能夠針對乙個實際的控制系統，找出其被控物件、輸入量、輸出量，並分析其結構、型別和工作原理。

2、基本內容

（1）開環控制系統結構簡單、穩定性好，但不能自動補償擾動對輸出量的影響。當系統擾動量產生的偏差可以預先進行補償或影響不大時，採用開環控制是有利的。當擾動量無法預計或控制系統的精度達不到預期要求時，則應採用閉環控制。

（2）閉環控制系統具有反饋環節，它能依靠反饋環節進行自動調節，以克服擾動對系統的影響。閉環控制極大地提高了系統的精度。但是閉環使系統的穩定性變差，需要重視並加以解決。

（3）自動控制系統通常由給定環節、檢測環節、比較環節、放大元件、被控物件和反饋環節等部件組成。系統的作用量和被控量有：給定量、反饋量、擾動量、輸出量和各中間變數。

結構圖（又簡稱框圖）可直觀地表達系統各環節（或各部件）間因果關係，可以表達各種作用量和中間變數的作用點和訊號傳遞情況以及它們對輸出量的影響。

（4）在不同輸入量作用下，對系統的輸出量的要求，揭示出反饋控制系統的本質特徵——輸出跟隨輸入。

（5）對自動控制系統的效能指標要求有：

穩定性——系統能工作的首要條件；

快速性——用系統在暫態過程中的響應速度和被控量的波動程度描述；

準確性——用穩態誤差來衡量。

3、基本知識模組

（1）自動控制系統的基本工作原理

（2）自動控制系統的結構及特點、組成和基本環節

（3）自動控制系統的效能指標

（4）自動控制系統的型別

本章從生活例項出發，引出自動控制系統的基本概念、專業術語；從開環系統和閉環系統的結構、特點和工作原理分析入手，重點介紹閉環控制系統的組成、效能指標要求和系統型別的劃分原則，進一步揭示對自動控制的本質要求——兩個能力：跟蹤能力和抗干擾能力——輸出跟隨輸入。

4、難點和重點

（1）系統的輸入、輸出與系統中的其他變數的關係；

（2）反饋對系統輸出是否有影響；

（3）如何分析乙個實際系統的結構、型別和工作原理；

（4）如何判斷有差系統和無差系統