本课程的主要内容包括:建立控制系统的数学模型、时域瞬态响应分析、控制系统的频率分析、系统的稳定性分析、根轨迹法、系统误差分析、系统的校正方法、离散控制系统八个部分。
(1)建立控制系统的数学模型:掌握系统最基本的数学模型微分方程(组)的建立,重点掌握传递函数的概念和求法,包括由微分方程(组)借助于数学工具Laplace变换求传递函数、通过系统的方块图及其等效变换求传递函数以及绘制系统信号流图及运用Mason公式求传递函数。了解非线性系统线性化处理方法。
(2)时域瞬态响应分析:掌握一阶和二阶系统的瞬态响应性能指标的定义和计算,了解二阶系统的单位脉冲响应和单位斜坡响应,了解高阶系统的瞬态响应。会运用MATLAB语言实现时域仿真。
(3)控制系统的频率分析:掌握频率特性的基本概念及求法,会熟练绘制频率响应的Nyquist图和Bode图。理解最小相位系统的概念,掌握由频率响应曲线求系统传递函数,会运用MATLAB语言绘制系统Nyquist图和Bode图。
(4)系统的稳定性分析:掌握Routh判据和Nyquist判据,理解稳定裕度的概念,了解二阶系统频域指标和时域指标的关系。
(5)根轨迹法:理解根轨迹、根轨迹方程的概念,会熟练运用根轨迹的基本法则绘制系统的根轨迹图,了解广义根轨迹的概念和绘图。
(6)系统误差分析:理解稳态误差的概念,掌握稳态系数法求系统的稳态误差,掌握扰动信号作用下的稳态误差计算,理解动态误差系数法求系统稳态误差。
(7)系统的校正方法:掌握串联校正的概念,会应用频域法设计系统的串联校正装置,了解反馈校正和复合校正。
(8)离散控制系统:了解离散控制系统的基础知识如信号采样、信号的重现等,掌握Z变换及其逆变换,掌握系统脉冲传递函数的建立,掌握脉冲系统稳定性分析方法。