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第1章 自动控制的一般概念1

1.1 答疑解惑1

1.1.1 什么是自动控制？1

1.1.2 什么是自动控制系统？1

1.1.3 自动控制系统的基本控制方式有哪些？2

1.1.4 自动控制系统的分类有哪些？3

1.2 典型题解4

题型1 自动控制与自动控制系统4

题型2 自动控制系统的基本控制方式与分类6

第2章 控制系统的数学模型10

2.1 答疑解惑10

2.1.1 如何描述控制系统的数学模型？10

2.1.2 什么是控制系统的时域数学模型？10

2.1.3 什么是控制系统的复数域数学模型？11

2.1.4 什么是结构图？12

2.1.5 什么是信号流图？14

2.1.6 什么是系统开环传递函数？15

2.1.7 给定信号r（t）作用下的系统闭环传递函数如何表示？15

2.1.8 扰动信号n（t）作用下的系统闭环传递函数如何表示？15

2.1.9 如何描述系统的总输出？15

2.1.10 如何求解闭环系统的误差传递函数？15

2.2 典型题解16

题型1 控制系统的数学模型16

题型2 控制系统的结构图与信号流图21

题型3 控制系统的典型传递函数30

第3章 线性系统的时域分析法33

3.1 答疑解惑33

3.1.1 什么是典型输入信号？33

3.1.2 什么是动态过程与稳态过程？34

3.1.3 动态性能与稳态性能有哪些？34

3.1.4 什么是一阶系统的数学模型？35

3.1.5 典型响应有哪些？35

3.1.6 线性定常系统的重要性质有哪些？36

3.1.7 如何描述二阶系统的数学模型？37

3.1.8 二阶系统的单位阶跃响应有哪些？37

3.1.9 二阶系统性能的改善体现在哪些方面？39

3.1.10 高阶系统的时域分析有哪些？40

3.1.11 什么是稳定性？41

3.1.12 线性系统稳定的充分必要条件有哪些？41

3.1.13 稳定判据有哪些？41

3.1.14 什么是误差与稳态误差？43

3.1.15 计算稳态误差的方法有哪些？43

3.1.16 减小或消除稳态误差的措施有哪些？45

3.2 典型题解46

题型1 系统时间响应的性能指标46

题型2 一阶系统的数学模型和典型响应46

题型3 二阶系统的数学模型和典型响应48

题型4 线性系统的稳定性分析53

题型5 线性系统的稳态误差59

第4章 线性系统的根轨迹法65

4.1 答疑解惑65

4.1.1 什么是根轨迹概念？65

4.1.2 什么是根轨迹增益？65

4.1.3 闭环零、极点与开环零极点之间的关系有哪些？66

4.1.4 什么是根轨迹方程？66

4.1.5 根轨迹的分类有哪些？67

4.1.6 常规根轨迹有哪些？67

4.1.7 参数根轨迹有哪些？68

4.1.8 零度根轨迹有哪些？69

4.1.9 什么是主导极点和偶极子？69

4.1.10 开环零点对根轨迹的影响有哪些？69

4.1.11 系统性能的定性分析有哪些？70

4.2 典型题解70

题型1 根轨迹的基本概念70

题型2 根轨迹绘制的基本法则71

题型3 系统性能的分析87

第5章 线性系统的频域分析法90

5.1 答疑解惑90

5.1.1 什么是频率特性？90

5.1.2 频率特性的几何表示法有哪些？91

5.1.3 典型环节频率特性有哪些？91

5.1.4 如何绘制开环对数频率特性曲线？93

5.1.5 如何绘制开环幅相曲线？94

5.1.6 什么是奈奎斯特稳定判据？95

5.1.7 什么是对数频率稳定判据？95

5.1.8 什么是相角裕度？95

5.1.9 什么是幅值裕度？95

5.1.10 闭环频域性能指标有哪些？96

5.1.11 开环频域指标与时域指标的关系有哪些？96

5.2 典型题解97

题型1 频率特性97

题型2 开环频率特性曲线的绘制99

题型3 频率域稳定判据107

题型4 稳定裕度116

第6章 线性系统的校正方法120

6.1 答疑解惑120

6.1.1 什么是系统校正？120

6.1.2 性能指标有哪些？120

6.1.3 校正方式有哪些？121

6.1.4 基本控制规律有哪些？121

6.1.5 什么是串联超前校正？121

6.1.6 什么是串联滞后校正？122

6.1.7 什么是串联滞后—超前校正？123

6.2 典型题解124

题型1 系统的设计与校正问题124

题型2 常用校正及特性125

第7章 线性离散系统的分析与校正139

7.1 答疑解惑139

7.1.1 什么是离散系统？139

7.1.2 什么是信号的采样与保持？139

7.1.3 什么是Z变换？140

7.1.4 什么是差分方程？142

7.1.5 什么是脉冲传递函数？143

7.1.6 开环系统的脉冲传递函数有哪些？143

7.1.7 闭环系统的脉冲传递函数有哪些？143

7.1.8 离散系统稳定的充分必要条件有哪些？144

7.1.9 稳定判据有哪些？145

7.1.10 离散系统的稳态误差有哪些？146

7.1.11 离散系统的动态性能分析有哪些？146

7.1.12 什么是最少拍系统设计？147

7.1.13 什么是无纹波最少拍系统设计？147

7.2 典型题解147

题型1 离散系统的数学模型147

题型2 离散系统的性能分析155

题型3 离散系统的数字校正160

第8章 非线性控制系统分析164

8.1 答疑解惑164

8.1.1 什么是非线性控制？164

8.1.2 非线性系统的特征有哪些？164

8.1.3 非线性特性及其对系统运动的影响有哪些？165

8.1.4 非线性系统的分析方法有哪些？165

8.1.5 什么是相平面、相平面图？166

8.1.6 相轨迹绘制方法有哪些？168

8.1.7 什么是描述函数法？168

8.1.8 如何计算描述函数？169

8.1.9 描述函数法分析的应用条件有哪些？169

8.1.10 典型非线性特性的描述函数有哪些？169

8.1.11 非线性系统如何简化？170

8.1.12 如何用描述函数法判稳？171

8.2 典型题解171

题型1 非线性控制系统概述171

题型2 相平面法172

题型3 描述函数法179

第9章 线性系统的状态空间分析与综合187

9.1 答疑解惑187

9.1.1 什么是状态、状态空间？187

9.1.2 什么是状态空间表达式？188

9.1.3 什么是传递函数矩阵？188

9.1.4 如何求解状态方程？188

9.1.5 如何对线性定常系统进行线性变换？189

9.1.6 什么是线性定常连续系统的可控性？191

9.1.7 什么是线性定常连续系统的可观测性？192

9.1.8 如何判断线性定常离散系统是可控（可观测）的？193

9.1.9 什么是状态反馈与极点配置？193

9.1.10 如何设计状态观测器？193

9.1.11 什么是分离定理？194

9.1.12 李雅普诺夫稳定性有哪些？194

9.1.13 如何用李雅普诺夫第二法判断系统稳定？194

9.1.14 什么是平衡状态？194

9.1.15 什么是渐进稳定性？194

9.1.16 什么是一致渐近稳定？194

9.1.17 什么是大范围稳定性？195

9.1.18 什么是BIBO稳定？195

9.1.19 BIBO稳定性与平衡状态稳定性有何关系？195

9.2 典型题解195

题型1 线性系统的状态空间描述195

题型2 线性系统的可控性与可观测性202

题型3 线性定常系统的反馈结构及状态观测器208

题型4 李雅普洛夫稳定性分析214

第10章 课程测试及考研真题221

10.1 课程测试221

10.2 课程测试参考答案224

10.3 考研真题229

10.4 考研真题参考答案232