课后答案网《自动控制原理》电子学案电子学案da课后答w.案网co手动控制原理m
课后答案网《自动控制原理》电子学案《自动控制原理》课程教学大纲课程编号：课程名称：手动控制原理英语名称：AutomaticControlTheory课程类型:：专业基础选修课总学时：64学学时：64授课学时：56上机学时：8适用对象：电气工程及其手动化专业（电力系统及手动化、电力系统继电保护、电网监控技术、供用电技术专业方向）先修课程：高等物理、大学数学、积分变换、电路、数字电子技术、模拟电子技术一、课程性质、目的和任务本课程为电气工程及其手动化专业的主要专业基础课程之一，目的是使中学生把握负反馈控制原理、控制系统物理模型的构建和系统性能剖析、设计的基本方式，培养中学生剖析和设计手动控制系统性能的基本到以下基本要求。把握负反馈控制原理，才能剖析负反馈控制系统的调节过程并画出相应的控制系统方框图。了解控制系统的基本构成和分类。熟悉用拉氏变换法求解线性系统微分多项式的基本技巧。把握控制系统传递函数、动态结布光构建和简化方式。ww3．熟悉运用频域剖析法剖析系统性能的方式把握典型二阶系统的单位前馈响应以及性能指标的求取。把握用劳斯代数稳定判据判定系统的稳定性的方式。把握求系统的稳态偏差及偏差系数的方式。4．熟悉用根轨迹剖析法剖析控制系统性能的方式把握依据系统开环传递函数的零、极点分布勾画闭环系统根轨迹图的基本技巧。依据根轨迹图剖析控制系统的性能。了解开环零、极点对系统性能的影响。5．熟悉频度剖析法剖析控制系统性能的方式熟悉典型环节频度特点的求取以及频度特点曲线，把握系统开环对数频度特点曲线、极座标曲线勾画的基本技巧。了解依据开环对数频度特点曲线剖析闭环系统性能的方式。熟悉用奈奎斯特稳定判据判定系w.2．熟悉构建控制系统物理模型的方式kh1．把握负反馈控制原理课本课程采用频域法、根轨迹法和频度特点法对手动控制系统的性能进行剖析和设计，学完本课程应达da1后二、教学基本要求答能力并能满足其它后续专业课程对手动控制理论知识的须要。w.案网com分：4
课后答案网《自动控制原理》电子学案统稳定性的方式。把握稳定裕度的估算方式。6．熟悉控制系统校准的方式了解串联超前校准、串联滞后校准的校准装置设计的基本原理和技巧。7．熟悉非线性控制系统的剖析方式了解非线性控制系统的特性和常见非线性特点。熟悉非线性控制系统的描述函数法。三、教学内容及要求（一）手动控制系统的基本概念了解手动控制理论的主要任务以及研究对象，把握负反馈控制原理并剖析控制系统的手动控制过程，熟悉手动控制系统的基本构成并能勾画控制系统方框图，了解手动控制系统的分类方式和基本要求。1．手动控制与手动控制系统2．负反馈调节原理3．对控制系统的性能要求4．手动控制理论发展导论（二）手动控制系统的物理模型熟悉系统微分多项式的构建，拉氏变换及其应用。把握系统传递函数的定义及求取，系统动态结布光1．控制系统微分多项式的构建2．非线性物理模型的线性化3．控制系统的传递函数4．典型环节的传递函数6．讯号流图及梅逊公式7．反馈控制系统的传递函数ww（三）手动控制系统的频域剖析法熟悉控制系统的频域指标，一阶系统的单位前馈响应、斜坡响应以及性能指标的求取。把握典型二阶系统的单位前馈响应以及性能指标的求取。把握劳斯稳定判据剖析系统的稳定性方式。熟悉控制系统稳态偏差剖析以及稳态偏差、误差系数的求取。1．控制系统性能指标的定义2．一阶系统性能剖析3．二阶系统性能剖析4．欠减振二阶系统的频域剖析和指标估算5．高阶系统的频域剖析、闭环主导极点和高阶系统的降阶2w.5．控制的动态结布光及变换kh课的构建及其简化以及系统不同传递函数的定义及求取。da后答w.案网3．手动控制系统的分类co主要内容m
课后答案网《自动控制原理》电子学案6．控制系统的稳定性剖析7．控制系统的稳态偏差剖析和改进举措8．同步发电机电枢调节（选讲）（四）根轨迹剖析法了解根轨迹的基本概念，熟悉根轨迹的勾画规则，把握最小相位系统的根轨迹图勾画，了解非最小相位系统根轨迹图的勾画。运用根轨迹法剖析系统的暂态特点。1．根轨迹的基本概念（根轨迹、根轨迹多项式）2．勾画1800根轨迹的基本法则3．勾画00根轨迹的基本法则4．广义根轨迹5．非最小相位系统的根轨迹6．用根轨迹法剖析系统性能了解频度特点的基本概念，频度特点的几何表示方式，熟悉典型环节的对数频度特点曲线（Bode图）勾画和极座标曲线（Nyquist曲线），把握系统开环对数频度特点曲线的勾画，了解系统开环极座标曲线绘制的通常方式，熟悉开环对数频度特点低频段、中频段、高频段的特点，学会运用奈奎斯特稳定判据判定闭环系统的稳定性，把握系统稳定裕度的基本概念和估算方式，了解系统性能和开环频度特点的关系。2．典型环节的频度特点3．控制系统开环对数频度特点和极座标曲线的勾画4．最小相位系统传递函数的确定5．奈奎斯特稳定判据和Bode图上的稳定判据6．稳定裕度的基本概念和估算方式7．频度特点与系统性能的基本关系（六）控制系统性能的校准ww了解校准装置和校准方式，熟悉串联超前校准、串联滞后校准的基本原理和技巧。了解频度法反馈校准的基本原理和技巧（选讲）。1．控制系统校准的基本概念和通常方式2．频度法串联超前校准的基本原理和技巧3．频度法串联滞后校准的基本概念和技巧4．频度法反馈校准的基本原理和技巧（选讲）（七）非线性控制系统了解非线性系统与线性系统的区别，了解非线性特点和非线性系统的主要特点，学会非线性系统的描述函数剖析方式，了解非线性系统的相平面剖析法（选讲）。3w.kh课1．频度特点的基本概念和几何表示da后答w.案网（五）频度法com
课后答案网《自动控制原理》电子学案1．非线性系统的基本概念2．典型非线性特点、非线性系统的主要特点3．描述函数定义、应用条件和求取方式4．应用描述函数剖析非线性系统的稳定性5．非线性系统移相振荡剖析和估算6．介绍非线性系统相平面剖析法（选讲）四、所含实践环节通过对MATLAB仿真软件的学习，把握MATLAB软件的基本应用方式，才能学会运用MATLAB软件剖析手动控制理论的实验安排在课程内计算机上完成，开办4个实验：1．熟悉MATLAB软件的基本使用方式，并借助MATLAB程序实现控制系统典型环节的性能仿真。（验证性实验）2学时应速率、稳定性和稳态偏差的影响。（验证性实验）3．借助MATLAB程序勾画控制系统的Nyquist曲线、Bode图，估算控制系统的幅值裕度和相位裕度。答（验证性实验）为达到本课程的教学基本要求，课外习题通常不应多于50题。本课程采用以课堂板书为主适当结合多媒体教案并辅以上机实验的方法进行教学。七、各教学环节学时分配章节（或内容）kh授课410108126656六、教学方式与手段课五、课外习题及课程讨论后4．借助MATLAB软件设计控制系统（设计性实验）da习题课讨论课4w.2学时2学时上机22228案网2．借助MATLAB程序勾画控制系统前馈响应曲线、计算性能指标，讨论开环放大倍数对闭环系统响手动控制系统的基本概念控制系统的物理模型ww线性系统的频域剖析法根轨迹剖析法线性系统的卷积剖析法控制系统的校准非线性系统合计w.八、考核形式本课程考评为期终闭卷面试和平常考评相结合。中学生的课程总评成绩由平常成绩（占30%）和期终考co2学时其它64m合计控制系统的性能和基本设计方式。
课后答案网《自动控制原理》电子学案试成绩（占70%）两部份构成，平常成绩中上机实验成绩占20%，缺勤、作业、课堂提问、学习主动性等占10%。九、推荐教材和教学参考书教材：《自动控制原理》，国防工业出版社，王划一主编，2001年《自动控制原理》，北大学院出版社，吴麒主编，1990年《现代控制工程》，电子工业出版社，KatsuhikoOgata著，卢伯英、于海勋等译，2000年参考书：《自动控制原理》，国防工业出版社，胡寿松主编，1994年课后答w.案网co大纲拟定人：杨志超大纲审定人：李先允制定日期：2005年6月m
课后答案网《自动控制原理》电子学案《自动控制原理》课程实验教学大纲一、实验教学目标与基本要求《自动控制原理》课程实验通过上机使用MATLAB软件，使中学生初步把握MATLAB软件在控制理论中的基本应用，学会借助MATLAB软件剖析控制系统，因而加深对手动控制系统的认识，帮助理解精典手动控制的相关理论和剖析方式。通过本课程上机实验，要求中学生对MATLAB软件有一个基本的了解，把握MATLAB软件中基本链表和矩阵的表示方式，把握MATLAB软件的基本绘图功能，学会MATLAB软件中手动控制理论常用函数的使用，学会在MATLAB软件工作窗口进行交互式仿真和使用M_File格式的基本编程方式，初步把握借助MATLAB软件进行控制系统设计，让中学生得到撰写报告的基本训练。采用MATLAB软件上机进行实验，就是借助现代计算机硬件和计算机软件技术，以数字仿真技术为核心，实现对手动控制系统基本理论和剖析方式的验证以及控制系统设计。及实验报告的撰写等基本技能得到训练。程和调试手段以及强悍的人机交互和图形输出功能，可以实现对控制系统直观和便捷的剖析和设计。
本课程实验的基本要求是，使中学生对MATLAB软件有一个基本的了解，把握MATLAB软件中基本链表和矩阵的表示方式，把握MATLAB软件的基本绘图功能，学会MATLAB软件中手动控制理论常用函数的使用，学会在MATLAB软件工作窗口进行交互式仿真和使用M_File格式的基本编程方式，初步把握借助MATLAB软件进行控制系统设计，让中学生得到撰写报告的基本训练。四、实验主要仪器设备配备有50台计算机，并安装MATLAB6.X软件。五、实验项目的设置与内容提要w.kh内da容提要6本课程实验采用计算机MATLAB软件仿真方式，其特征是借助MATLAB软件丰富的功能函数、灵活的编课后答三、实验技巧、特点与基本要求w.实验学时22案网通过上机实验，使中学生在MATLAB软件的基本使用、编程调试、仿真实验数据的获取、整理、分析以ww序号co实验类型验证1验证1二、本课程实验的基本理论与实验技术知识实验项目熟悉MATLAB软件的基本使用方法，并借助MATLAB实现控制系统典型环节性能的仿真剖析借助MATLAB程序勾画控制系统1控制系统典型环节性能剖析2手动控制系统的稳定性和稳态偏差剖析前馈响应曲线、计算性能指标，讨论开环放大倍数对闭环系统响应速度、稳定性和稳态偏差的影响m每组人数实验要求必做必做
课后答案网《自动控制原理》电子学案借助MATLAB程序勾画控制系统3手动控制系统基频剖析的Nyquist图、Bode图，判断稳定性，估算控制系统的幅值裕度和相位裕度4控制系统校准及设计借助MATLAB软件设计控制系统2设计1必做2验证1必做六、实验报告要求每次上机实验必须递交实验报告。实验报告由实验原理、实验内容、仿真程序、实验数据记录及剖析处理等内容组成。七、考核形式与成绩评定标准实验成绩：预习10%、上机操作50%、报告40%八、教材及主要参考资料《基于MATLAB的系统剖析与设计》-控制系统，楼顺天、于卫编绘，杭州电子科技学院出khwww.7da《MATLAB控制系统设计与仿真》，赵文峰编绘，杭州电子科技学院出版社，2002年课后答版社，1999年w.案网教材：《自动控制理论实验指导书》，王芳、杨志超编撰，2007年参考书：《自动控制原理》，国防工业出版社，王划一主编，2001年co大纲拟定人：杨志超大纲审定人：李先允制定日期：2005年6月m
课后答案网《自动控制原理》电子学案手动控制原理讲课计划（64学时）序号周时需用时数4授课性质理论教学理论教学理论教学理论教学理论教学理论教学上机实验理论教学总论讲课或实验内容摘要课外作业111-2、1-6222453322线性系统的传递函数典型环节及其传递函数系统结布光642讯号流图及梅逊公式答8521052kh二阶系统的频域剖析二阶系统的频域剖析高阶系统的频域剖析线性系统稳定性概念、定义和条件线性系统的代数稳定判据线性系统的偏差剖析手动控制系统稳定性和稳态性能剖析根轨迹法的基本概念勾画系统180根轨迹的基本法则理论教学理论教学课线性系统时间相应的性能指标一阶系统的频域剖析da8后742控制系统典型环节性能剖析上机实验116212w.62理论教学理论教学上机实验理论教学理论教学理论教学727281839213ww141516170°根轨迹勾画及参变量根轨迹勾画w.案网co2-2(1)(2)2-82-92-62-10(c)2-11(a)2-12(b)2-13(a)2-14(c)完成实验报告3-23-33-43-73-11完成实验报告4-24-124-13322非线性物理模型线性化线性系统的传递函数m系统物理模型的特性、类型和建模原则系统微分多项式的构建2-4(a)2-5(b)
课后答案网《自动控制原理》电子学案序号周时需用时数2授课性质理论教学理论教学理论教学理论教学理论教学理论教学理论教学上机实验理论教学理论教学理论教学上机实验理论教学理论教学理论教学讲课或实验内容摘要课外作业189控制系统的根轨迹剖析方式频度特点基本概念、定义及几何表示法典型环节的频度特点典型环节的频度特点开环极座标图的勾画开环伯德图的勾画最小相位系统传递函数的确定4-4、4-64-8、4-1519201010225-4(2)、(4)2111222112奈奎斯特稳定判据232425121213222稳定裕度闭环频度特点频度特点剖析26132系统的设计及校准问题频度法串联校准27142dada9课后答手动控制系统基频剖析上机实验频度法串联超前校准28142kh频度法串联迟后校准描述函数描述函数剖析法描述函数剖析法30ww31w.15216216229152控制系统的校准及设计上机实验典型非线性特点、非线性特点、非线性系统剖析方式描述函数32w.案网co5-105-75-9完成实验报告6-16-2完成实验报告7-27-77-8m5-3(4)5-5(2)(3)
课后答案网《自动控制原理》电子学案第1次课授课时间2学时讲课题目（章、节）第一章总论（1-3节）主要内容教学手段思索题或作业题讲课、例题讲解1-21.1序言无论是人们的日常生活、工业生产，还是空间探求、导弹制导等尖端科技领域中，手动控制技术无所不在、无所不能。手动控制理论和技术早已渗透到社会、经济和科学研究的各个方面。手动控制技术是构建在控制论基础上的，而控制论研究的是控制的通常性理论，它不具体面对某一类控制系统的，因而它是一门以理论为主的课程。手动控制理论是一门理论性和工程性的综合科学。1．控制理论的基础观念控制理论是构建在有可能发展一种方式来研究各色各样系统中控制过程这一基础上的理论（也即自动控制理论课后答案，它是研究系统共性的控制过程的理论，可以把实际对象的数学含义具象下来，因而，它一定是以物理工具作为主要研究手段的）。2．控制理论的研究对象控制论的研究是面向系统的。广义地讲：控制论是研究信息的形成、转换、传递、控制和预报的科学；狭义地讲：按照期望的输出来改变控制输入自动控制理论课后答案，使系统的输出能达到某中预期的疗效。3．控制论与物理及手动化技术的关系控制论是应用物理的一个分支，它的个别理论的研究还要依靠于具象语文。
而控制论的研究成果若要应用于实际工程中，就必须在理论概念与拿来解决那些实际问题的实用技巧之间架起一座桥梁。1.2手动控制和手动控制系统1.2.1手动控制问题的提出人们存在着一种普遍的要求或希望，即要求个别数学量维持在某种特定的（如恒定不变或按某种规律变化或跟踪某个变化的量等等）标准上。诸如：水箱的差压高度H的恒定控制就是一个非常典型的事例。人工控制的系统，非常是在系统较为复杂时，其控制的快速性、准确性和稳定性就不容易得到保证，甚至是不可能达到预期的控制疗效，同时，也不利于提升劳动生产力和解放人类自身。1.2.2手动控制的定义及基本职能器件1．手动控制的定义手动控制就是在没有人直接参与的情况下，借助控制器使被控对象（或过程）的个别数学量（被控量）手动地按预先给定的规律去运行。2．基本职能器件课后答w.案网co重点与难点重点：手动控制的定义、开环控制与闭环控制的定义及框图m目的与要求1．手动控制在各领域的应用2．手动控制的作用3．手动控制定义：手动控制就是在没有人直接参与的情况下，借助控制器使被控对象（或过程）的个别数学量手动地按预先给定的规律去运行。4．手动控制系统的基本职能器件及基本框图等5．开环控制与闭环控制了解手动控制系统的基本职能器件、基本术语及方框图把握手动控制定义把握开环、闭环控制的定义、基本框图
课后答案网《自动控制原理》电子学案比较手动控制与人工控制系统，可见手动控制系统存在着三个最基本的职能器件。（1）检测器件与变送器：取代人的双眼，完成讯号的采集检测和变送；（2）控制器：取代人的脑部，完成比较、计算、判断，并发出调节指令；（3）执行器件：取代人的胸肌和手，完成或实现对被控对象的调节作用。任何实际的手动控制系统，都少不了上述三个的职能器件（部件、部分）。3．手动控制中的常用术语控制系统（Controlsystem）：为了达到预期的目的（响应）而设计下来的系统，它由互相关联的部件组合而成。控制对象（Controlplant）：指被控设备或过程。控制器（Controller）：使被控对象达到所要求的性能或状态的控制设备。它接受输入讯号或偏差讯号，按预定的控制规律给出控制讯号（操作量），送到执行器件（放大器）或被控对象。系统（System）：为实现预期的目标而将有关部件（部份）互联在一起的整体。系统输出，俗称被控量（Systemoutput）：指被控制的量。它表征被控对象或过程的状态和性能，它又经常被称为系统对输入的响应（Response）。
控制量（操作量Controlsignal）：是由控制器给出的作用于执行机构或被控对象的讯号，它彰显了对被控对象的调节作用。参考输入或给定输入或希望输入（DesiredInput）：是人为给定的系统预期输出的希望值。扰动（Interaction）：干扰和破坏系统预期性能和输出的干扰讯号（作用）。由系统内部形成的称为内部扰动，由系统外部形成的称为外部扰动，且外部扰动对系统而言是一种输入量。误差讯号（Errorsignal）：参考输入与实际输出的差称为误差讯号，误差讯号通常作为控制器的输入讯号。4．方框图（Block）将系统各部份用方框并注以文字或符号按信息传递关系连结上去的一种图形表示。方框图明晰地表示了系统内各部份对信息加工的内容和信息间的关系，以及信息的传递路径，是一种直观的图形表示，在工程各领域用于进行定性和定量剖析，因而得到非常广泛的应用。1.3开环控制与闭环控制1.3.1开环控制开环控制是控制量与被控对象之间只有一条通路而没有反馈通路，也即控制作用的传递路径不是闭合的，或则说输出讯号不反馈作用于输入讯号。开环控制又可以分为按给定控制和按扰动控制1．按给定控制这些开环控制系统的结构简单，调整便捷，成本也较低，其控制的性能（如精度）主要取决于构成系统所用器件的性能好坏和外界环境。
开环控制的缺点是：（1）控制精度较差；（2）系统的抗干扰性能较差（鲁棒性较差）。所以复杂的控制系统和精度要求较高的场合通常不适宜应用开环控制。2．按扰动控制从按给定的开环控制剖析可知，影响控制系统精度的主要诱因是扰动，对于这些预先明晰其对系统影响的扰动，可以按照测得的扰动量大小，对系统采取一种补偿和修正处理，以抵消或减少扰动对系统输出的影响，它可以增强控制系统的精度，减少扰动对输出的影响，增强系统的抗干扰能力。其实按扰动的开环控制必须有两个前提条件，即（1）扰动对输出的影响特点必须是预知的；（2）扰动必须是可检测的。3．开环控制的定义若系统的输出量对系统的控制作用没有影响的系也称为开环控制。特征：（1）输出量形成控制作用直接影响输出量；（2）输出量对输入形成的控制作用没有影响（无反馈作用）。1.3.2闭环控制（Closed-LoopControl）11课后答w.案网com
课后答案网《自动控制原理》电子学案课后答w.案网在控制系统中，按照实际输出来修正控制作用，实现对被控对象进行控制的任务，这些控制原理称为反馈控制原理。因为引入了输出量的反馈信息，使整个系统成为闭合的，因而，按反馈原理构建上去的控制系统，称作闭环控制系统。由于是按误差的大小进行调节控制的，所以闭环反馈控制又称为按偏差控制。闭环控制的定义：系统的输出讯号对控制作用能有直接影响的系统，称作闭环控制系统。特征和优点：（1）系统的控制器按照误差的大小来发出调节讯号的，所以，又称闭环控制为按误差控制。（2）讯号的传递途径产生一个闭合的支路，称为闭环。闭环系统可以是正反馈的，也可以是负反馈的，实际可用的手动控制系统通常是负反馈控制系统。（3）可以用精度不高的元元件，构成精度较高的控制系统。（4）系统具有较强的抗干扰能力。缺点：（1）降低了组成系统的元元件数目，进而降低了系统的成本。（2）降低了系统的复杂性。（3）系统的增益（放大倍数）损失，这意味着控制系统的调节能力被消弱，响应速率变慢。（4）因为引入了反馈，所以闭环系统就存在着稳定性问题，而稳定性是控制系统工作的首要条件。1.3.3其它控制方法在实际的工程控制实践中，还可以将上述两种控制方法进行适当的组合，构成复合控制方法。1．附加给定输入的补偿控制方法2．附加扰动输入的补偿控制方法com
课后答案网《自动控制原理》电子学案第2次课授课时间2学时讲课题目（章、节）手动控制系统的分类及组成对控制系统的要求控制系统的剖析与设计手动控制理论的发展导论反馈控制举例第一章总论（4-6节）主要内容重点与难点教学手段思索题或作业题讲课、例题讲解1-61.4手动控制系统的分类及基本组成1.4.1按给定讯号的特点分类1．恒值控制系统特性：希望系统的输出维持在给定值上不变或变化很小，这类控制系统是最常见的，往往统称为自镇静系统，像压力、流量、温度、速度、电压、电流等恒定控制系统。2．随动控制系统特性：这类控制系统的主要特征是给定讯号的变化规律是事先不确定的随机讯号，控制系统的主要任务是使系统的输出能快速、准确地追随输入的变化而变化，故这类系统经常又称为跟踪控制系统。常见的反例如机枪、雷达、导弹制导等控制系统。3．程序控制系统特性：程序控制系统与随机控制系统的不同在于系统的给定输入不是随机的，而是确定的、按预先的规律变化。它要求系统的输出能严格按输入变化而变化，并具有足够的精度，常见的反例如数控加工、自动流水生产线系统等。1．4．2按系统的物理模型分类这些分类方式是根据器件或系统的物理模型（多项式或物理描述）的特点，根据其输入输出之间的关系来进行分类，常可以分为线性系统和非线性系统两大类。
1．线性系统对于一个系统，当其输入（激励）和输出（响应）同时满足叠加性和齐次性时称其为线性系统。按照线性系统的定义，满足线性特点的器件称为线性器件，而构成系统的所有器件均为线性器件的，必为线性系统。所谓线性特点，从几何上来看，是指器件的静态特点为一条通过座标原点的直线。线性系统常可以用微分等式来表示，若微分多项式的系数均为常数，则称为线性定常系统。例1：判定下述输出响应对应的系统是否为线性系统。系统1：y1(t)=3q(0)+5x(τ)dτ，t>00ww系统2：y2(t)=3q(0)+5x(t)，t>02系统3：y3(t)=3q2(0)+5x(t)，t>0系统4：y4(t)=3q(0)+lgx(t)，t>02w.∫tkhda13课后答w.案网com目的与要求把握手动控制系统的分类以及对系统的要求了解控制系统的基本组成、控制系统的剖析与设计了解手动控制理论的发展导论把握手动控制系统的工作原理和方框图的勾画重点：手动控制系统的分类对控制系统的要求难点：手动控制系统的工作原理和方框图的勾画
课后答案网《自动控制原理》电子学案[解]：系统1：零输入响应[3q(0)]和零状态响应[5x(τ)dτ]均具有线性性，故为线性系统。0∫t系统2：仅零输入响应[3q(0)]具有线性性；系统3：仅零状态响应[5x(t)]具有线性性；系统4：零输入响应和零状态响应均不具有线性性；2．非线性系统但凡不满足线性系统特点的系统，也称为非线性系统。具体地讲，只要系统中存在一个或一个以上的非线性器件，这么，这个系统就是非线性系统。非线性系统用非线性多项式来表示。可以将非线性特点分为两大类，即非本质非线性和本质非线性。（1）非本质非线性：对于某一类非线性特点，在某一区域内可以近似为线性关系，而在大范围工作区域时，这些近似的线性关系就不存在了。（2）本质非线性：对于任意大小的输入讯号，均呈现非线性特点的这类非线性特点。典型的本质非线性如下：非本质非线性系统可以通过对非本质非线性在工作点附近进行线性化处理而得到线性化后的系统物理模型，仍可按线性系统的理论进行剖析和设计。而本质非线性特点，只能根据非线性系统的方式进行剖析和设计。1.4.3按讯号传递的连续性界定1．连续系统这类系统中的所有器件的输入输出讯号均为时间的连续函数，所以又常称为模拟系统。
2．离散系统系统中只要有一处的讯号是脉冲序列或数字讯号时，该系统就是离散系统。这类系统常用差分多项式来表示。离散系统实现上是将连续讯号经过取样后离散化为脉冲或数字讯号后送入计算机进行剖析、处理、决策后，产生脉冲或数字式控制讯号，并还原为相应的模拟量控制讯号对被控对象实现控制。1.4.4按系统的输入/输出讯号的数目分类1．单变量系统（SISO）所谓单变量系统是指系统只有一个输入和一个输出，它只重视系统的外部输入和输出，而不关心系统内部的状态变化，所以单输入单输出系统可以把系统看成为一个黑匣子。精典控制理论研究的对象主要是单输入单输出的线性定常系统。2．多变量系统（MIMO）所谓多变量系统是指系统有多个输入或单个输出或多个输出，它不仅仅重视系统的输入和输出变量，还更多地关心系统结构内部各状态变量的变化和个状态变量之间的耦合关系。多变量系统是现代控制理论研究的主要对象，在物理上以状态空间变量法和矩阵理论为主要研究工具。1.4.5手动控制系统的基本组成1．给定器件：其职能是给出与期望的输出相对应的系统输入量，是一类形成系统控制指令的装置。2．检测器件：其职能是测量被控量（系统输出），并进行讯号的变换（如非电量转换）和传输，用于反馈被控量到比较器件与输入进行比较（产生误差讯号）。
3．比较器件：其职能是把检测器件测量到的实际输出量与给定器件给出的输入量进行比较，得到误差讯号。4．放大器件：其职能是将微弱的误差讯号进行放大，以足够的功率来促进执行机构或被控对象。5．执行器件：其职能是直接控制被控对象，使其被控量发生变化，比如闸阀、伺服机构等。6．校准器件：其职能是为了改善或提升控制系统的性能（如稳定性、稳态精度、响应速率等），在控制系统的基本结构上附加一定的装置（器件），这些附加的校准装置（器件）可以有多种方式，如串联校准、并联校准、反馈校准等。1.5对控制系统的要求和剖析设计1.5.1对系统的要求理想的控制系统，必须具备两方面的性能，即（1）使系统的输出快速、准确地按输入讯号要求的期望输出值变化；（2）使系统的输出尽量不受任何扰动的影响；14课后答w.案网com
课后答案网《自动控制原理》电子学案课后答w.案网com对手动控制系统性能的主要要求为：（1）稳定性：要求系统稳定并具有一定的稳定裕度。（2）瞬态质量：要求系统的瞬态响应快速且变化平稳。（3）稳态精度：要求系统的稳态偏差满足设计的要求。上述三个要求常常很难同时满足，但是互相之间有一定的阻碍关系，比如，为保证系统有足够的精度，要求系统的开环放大倍数越大越好，但开环放大倍数的大小，却受制与闭环系统的稳定性，因而这些一切之间须要进行折中选择。1.5.2控制系统的剖析和设计1．系统剖析通常步骤：（1）构建物理模型；（2）剖析系统的性能，估算起具体的性能指标；（3）剖析系统参数变化对系统性能的影响，并决定选择合理的剖析技巧。系统的剖析方式常常随着物理模型的不同而不同，在精典控制理论中，常用的剖析主要有频域剖析法、复卷积剖析法、根轨迹剖析法等。2.系统设计
