第1章 引 论 1.1 复习笔记
自动控制，就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。 一、开环控制和闭环控制
自动控制系统有两种最基本的形式：开环控制和闭环控制。
1. 开环控制
（1） 开环控制的框图
开环控制的示意框图如图1-1所示
图1-1 开环控制示意框图
（2） 开环控制的特点
在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。
2. 闭环控制
（1） 闭环控制的框图
闭环控制的示意框图如图1-2所示
图1-2 闭环控制示意框图
（2） 闭环控制的特点
在控制器与被控对象之间，不仅存在着正向作用，而且存在着反馈作用，即系统的输出量对控制量有直接影响。
二、自动控制系统的类型
根据不同的分类方法，自动控制系统的类型有如下分类：
1. 随动系统与自动调整系统
（1） 随动系统：输入量总在频繁地或缓慢地变化，要求系统的输出量能够以一定的准确度跟随输入量
而变化。
（2） 自动调整系统：输入保持为常量，或整定后相对保持常量，而系统的任务是尽量排除扰动的影
响，以一定准确度将输出量保持在希望的数值上。
2. 线性系统和非线性系统
（1） 线性系统：组成系统的元器件的特性均为线性（或基本为线性），能用线性常微分方程描述其输
入与输出关系的系统。
（2） 非线性系统：组成系统的元器件中，只要有一个元器件的特性不能用线性方程描述，该系统即为
非线性系统。
3. 连续系统与离散系统
（1） 连续系统：各部分的输入和输出信号都是连续函数的模拟量。 （2） 离散系统：某一处或数处的信号以脉冲列或数码的形式传递的系统。 4. 单输入单输出系统与多输入多输出系统
（1） 单输入单输出系统：其输入量和输出量各为一个，系统结构较为简单。
（2） 多输入多输出系统：其输入量和输出量多于一个，系统结构较为复杂，回路多。 5. 确定系统与不确定系统
（1） 确定系统：系统的结构和参数是确定的、已知的，系统的输入信号（包括参考输入及扰动）也是
确定的，可用解析式或图表确切表示。
（2） 不确定系统：当系统本身或作用于该系统的输入信号不确定时，该系统称为不确定系统。 6. 集中参数系统和分布参数系统
（1） 集中参数系统：能用常微分方程描述的系统称为集中参数系统。
（2） 分布参数系统：不能用常微分方程，而需用偏微分方程描述的系统称为分布参数系统。
三、自动控制理论概要
1. 自动控制系统需要分析的问题
（1） 稳定性：自动控制理论应给出判断系统稳定性的方法，并应指出稳定性与系统的结构（或称控制
规律）及参量间的关系。
（2） 稳态响应：自动控制理论应给出计算系统稳态响应的方法，并且指出系统控制规律及参量与稳态
响应间的关系。
（3） 暂态响应：自动控制理论研究系统的控制规律及参量与暂态响应的关系，并且能提供简捷估算暂
态响应的方法。
2. 自动控制系统的设计问题
（1） 确定出一种合适的控制规律及相应的参量。
（2） 能从系统的数学模型近似地估算系统的时域稳态响应和暂态响应。 （3） 若结果不能令人满意，应能指明改善系统性能的途径。 （4） 能为控制系统的计算机辅助设计或仿真创造条件。 3. 经典控制理论与现代控制理论
（1） 经典控制理论：用频域法、根轨迹法研究控制系统的动态特性。
（2） 现代控制理论：以微分方程、线性代数及数值计算为主要数学工具，以描述系统内部状态变量关
系的状态方程为基础，用时域方法（状态空间方法）研究系统运动状态。
1.2 名校考研真题详解一、选择题
1. 系统的传递函数与下列因素有关（
）。[华中科技大学2009年研]
A．系统结构
B. 初始条件 C. 系统结构和参数
D. 系统结构、参数和初始条件
【答案】C
2. 传递函数的概念除了适用于线性定常系统之外，还可用于描述（
）系统。[杭州电子科技大学
2008年研] A．线性时变B．非线性定常C．非线性时变D．以上都不是 【答案】D 二、填空题
1. 对于任何种类的自动控制系统而言，对其被控量变化全过程的共同要求基本相同，即：
、
、 。[湖南大学2006年研]
快速性 准确性
【答案】稳定性 2. 在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为
。[华南理工大学2006年研]
【答案】反馈信号三、判断题
1. 如果一个控制系统开环不稳定，则闭环系统也不稳定（
）。[重庆大学研]
【答案】×
【解析】系统开环不稳定，闭环可能稳定，所以这种说法是错误的。
2. 在控制系统中，直接改变控制变量的装置称为控制器或控制元件。[杭州电子科技大学2008年研]
【答案】×
【解析】在控制系统中，直接改变控制变量的装置称为执行元件。
3. 开环控制系统的控制器和控制对象之间只有正向作用，系统输出量不会对控制器产生任何影响。[杭
州电子科技大学2008年研] 【答案】√ 二、问答题
1. 试比较闭环系统与开环系统的优缺点？[厦门大学研]
期末复习知识夏德钤自动控制理论第4版考研课后答案
