自动控制原理是工程领域中一个基础且重要的理论分支，它主要研究如何使系统在外部扰动和内部不确定性下保持稳定并实现预期的控制效果。以下是一些基于题目内容的关键知识点：
1. **闭环控制与开环控制**：
- 闭环控制系统通过反馈机制改善了系统的抗干扰能力，因此闭环系统通常比开环系统更稳定。
- 开环系统对扰动的抵抗能力较弱，而闭环系统可以通过反馈来修正输出，从而提高精度和稳定性。
2. **系统稳定性**：
- 线性系统稳定性的充分必要条件是所有特征根具有负实部，这意味着系统的所有极点都位于s平面的左半平面。
- 如果开环稳定，闭环稳定性的判断需依据奈奎斯特稳定判据，即开环奈氏曲线不包围(-1,j0)点。
3. **传递函数**：
- 传递函数是系统动态特性的数学表示，是输出与输入之间关系的拉普拉斯变换。
- 分子阶数小于或等于分母阶数，且系数为实数，表示为复变量s的有理真分式函数。
4. **系统性能指标**：
- 欠阻尼二阶系统中，阻尼比ξ和无阻尼自然频率ωn共同决定了系统的动态性能，如超调量σP、调整时间ts等。
- 超调量σP和阻尼比ξ成反比，ξ越大，超调量越小，调整时间可能增加。
5. **校正与补偿**：
- 相位超前校正（如PD调节器）通常用来提高系统的稳定性和快速性，而相位滞后校正（如PI调节器）常用于改善稳态性能。
- 当系统性能不佳时，可以通过增加积分环节来改善稳态误差，但可能会牺牲系统的动态性能。
6. **系统分析工具**：
- 劳斯阵列用于判断系统稳定性，全零行意味着系统可能有不稳定极点。
- 特征方程的解决定了系统的稳定性，如连续时间系统的特征方程s³-s²+5s+10=0，其稳定性需根据判别准则进一步分析。
- 根轨迹分析是理解系统动态行为的重要工具，根轨迹增益Kr与开环增益K的关系影响了根轨迹的形状。
7. **动态响应**：
- 高阶系统的主导闭环极点靠近虚轴可能导致响应速度变慢，而远离虚轴则可能加快响应速度。
- 增大无阻尼自然振荡频率ωn通常会使阶跃响应的上升时间缩短，但最大超调量可能变化。
8. **性能指标与参数**：
- 相位裕量是衡量系统稳定性的一个重要指标，通常在增益剪切频率ωc处测量。
- 系统的开环稳定并不能确保闭环稳定，需要同时满足闭环稳定性条件。
自动控制原理包括了系统稳定性分析、动态性能指标、传递函数、校正方法等多个核心概念，这些知识点是理解和设计控制系统的基础。通过深入学习和实践，可以有效地提升系统的控制性能。
VIP享7折，此内容立减5.97元 
