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电子科技大学 862 工程控制基础 2025 年真题思维导图

985 院校共 10 题

难度:中等偏上 第一题12道选择覆盖基本概念与判据,第二至第十题依次考根轨迹、结构图化简、奈氏判据、稳定性与组合输入稳态误差、Bode 图反求传函、方框图误差、二阶动态指标、相角裕度反求参数、扰动误差反求参数;作图与计算并重,全卷未印每题分值

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选择1-12一、选择题(1-12)#

思路
  • 逐题定位基本概念或单个判据:概念题抓定义与适用条件,计算题按对应公式一步求出;12道小题合并在本板块,考点条目与【1】至【12】逐条对应
串联、并联与反馈等效 结构图与方框图
本卷考法
  • 选择1 由单位负反馈写闭环特征方程
本卷实例
  • 关键一步:把闭环特征方程写成 1+G(s)=0 后通分
  • 关键一步:分母通分后分子就是闭环特征多项式
  • 中间结果:闭环特征多项式等于开环分母与开环分子之和
  • 卡点:选项把开环分母直接当成闭环特征多项式
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 串联环节相乘,并联环节相加(同向)或相减(反向)
  • 负反馈等效为 G/(1+GH),正反馈为 G/(1-GH)
  • 反馈等效的前提是单回路、无交叉
步骤
  • 识别环节之间的连接方式
  • 分别套用串联、并联或反馈等效公式
  • 逐层化简直到只剩一个等效环节
通用考法
  • 本卷考过选择1 由单位负反馈写闭环特征方程
  • 多环节系统求闭环传递函数
  • 判断反馈极性对分母符号的影响
常见易错
  • 把负反馈的分母写成 1-GH
  • 并联环节相减时符号取反
公式
非线性系统的特点 非线性系统
本卷考法
  • 选择2 判断叠加原理不适用的系统
本卷实例
  • 关键一步:从齐次性与叠加性的定义检查系统是否线性
  • 中间结果:线性系统满足叠加原理,非线性系统不满足
  • 卡点:误以为非线性系统在小信号下仍满足叠加性
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 不满足叠加原理,输出与初始条件、输入幅值都有关
  • 可能出现自持振荡即极限环
  • 响应可能对初始条件敏感,出现跳跃谐振
  • 线性系统的稳定性概念需要推广为局部稳定性
步骤
  • 确认系统含明显非线性环节
  • 判断该非线性是本质非线性还是可线性化的弱非线性
  • 按非线性分析方法选择描述函数法或相平面法
通用考法
  • 本卷考过选择2 判断叠加原理不适用的系统
  • 说明非线性系统与线性系统的本质差别
  • 指出同步振荡、跳跃谐振等特有现象
  • 判断某系统应选用哪种分析方法
常见易错
  • 把非线性环节线性化后直接沿用线性理论的全部结论
  • 认为非线性系统一定不稳定
本卷考法
  • 选择3 二阶振荡环节的谐振频率
本卷实例
  • 关键一步:写出二阶振荡环节频率特性,令幅值对频率取极值
  • 中间结果:谐振频率表达式中根号内含阻尼比的平方项,仅在欠阻尼时存在
  • 卡点:题面选项 OCR 错位,(B) 项缺失,需回原卷核对印的表达式
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 比例环节是水平线,积分与微分分别是 -20 与 +20 dB/dec 的斜线
  • 惯性环节转角频率为 1/T,高频段渐近线斜率为 -20 dB/dec
  • 一阶微分环节与惯性环节幅频互为镜像
  • 振荡环节在 ωn 附近出现谐振峰,ξ 越小峰越高
步骤
  • 把传递函数分解为典型环节乘积
  • 逐环节画出对数幅频渐近线与相频曲线
  • 代数相加得到总特性
通用考法
  • 本卷考过选择3 二阶振荡环节的谐振频率
  • 画出某一典型环节的 Bode 图
  • 由 Bode 图识别环节类型
  • 说明转角频率处的幅值与相角
常见易错
  • 把惯性环节高频渐近线的 -20 写成 -40
  • 振荡环节谐振峰位置误当作 ωn
公式
奈奎斯特判据 稳定性分析
本卷考法
  • 选择4 比较奈氏判据与劳斯判据的结论范围
本卷实例
  • 关键一步:分别明确两种判据能给出的是系统是否稳定还是根的分布
  • 中间结果:两种判据都能给出右半平面根个数,但不含根的相对分布
  • 卡点:把只能判断稳定与否误说成能判断根的相对分布
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 闭环稳定 ⇔ Z=N+P,其中 Z 为右半平面闭环极点数
  • P 为开环右半平面极点数,须先数清楚
  • N 为开环幅相曲线绕 (-1,j0) 点的净包围圈数
  • 逆时针包围为正,顺时针为负
步骤
  • 先求开环极点,数出右半平面个数 P
  • 绘制开环幅相特性曲线(或利用 Bode 图判稳)
  • 数出曲线对 (-1,j0) 点的包围圈数 N
  • 由 Z=N+P 判断闭环稳定性
通用考法
  • 本卷考过选择4 比较奈氏判据与劳斯判据的结论范围
  • 由开环幅相曲线判断闭环稳定性
  • 求使闭环稳定的开环增益范围
  • 判断补画虚轴绕行后曲线的包围情况
常见易错
  • 开环含有积分环节时未补画无穷大半径圆弧
  • 把包围圈数的正负号定义搞反
  • 没有先数开环右半平面极点数 P
公式
劳斯判据 稳定性分析
本卷考法
  • 选择5 用劳斯判据判断闭环稳定性
本卷实例
  • 关键一步:由 1+G=0 展开闭环特征多项式并降幂排列
  • 中间结果:列劳斯表后检查首列元素是否全部同号
  • 卡点:开环有右半平面极点时仍按开环极点去数稳定性
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 特征方程各项系数全为正只是必要条件,不充分
  • 劳斯表首列元素全部同号 ⇔ 系统稳定
  • 首列符号变化次数等于右半平面闭环极点数
  • 首列出现 0 时需用 ε 法或乘辅助多项式处理
步骤
  • 写出闭环特征方程并整理成降幂排列
  • 若某次幂系数缺项,该项补零
  • 列劳斯表:前两行为系数,之后各行按交叉相减
  • 检查首列符号:全同号则稳定,有变号则数出个数
通用考法
  • 本卷考过选择5 用劳斯判据判断闭环稳定性
  • 判断给定系统的稳定性
  • 指出右半平面闭环极点的个数
  • 求使系统稳定的参数范围
常见易错
  • 系数有缺项时不补零,直接套用判据
  • 首列出现 0 后仍按常规继续算,未用 ε 法
公式
一阶系统的单位阶跃响应 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 选择6 一阶系统时间常数与到达稳定的时间
本卷实例
  • 关键一步:一阶系统按指数趋近稳态,时间常数越大过程越慢
  • 中间结果:调节时间与时间常数成正比,比例系数由误差带决定
  • 卡点:把到达稳定理解成有限时刻内完全等于稳态值
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 一阶系统只有一个时间常数 T,响应单调无振荡
  • 经过一个 T 达到稳态值的 63.2%,3T 达到 95%,4T 达到 98%
  • 调节时间按误差带取 3T(5%)或 4T(2%)
步骤
  • 把传递函数化为标准形式 1/(Ts+1)
  • 读出时间常数 T
  • 按误差带要求给出调节时间
通用考法
  • 本卷考过选择6 一阶系统时间常数与到达稳定的时间
  • 求一阶系统的调节时间与上升时间
  • 由响应曲线求时间常数
  • 比较不同时间常数下响应快慢
常见易错
  • 把 63.2% 对应的时刻记成 50% 对应的时刻
  • 增益 K 不为 1 时仍直接读稳态值
公式
本卷考法
  • 选择7 单位斜坡输入下的稳态误差
本卷实例
  • 关键一步:先数开环积分环节个数判断型别,再选对应静态误差系数
  • 中间结果:开环为Ⅰ型,斜坡误差由速度误差系数决定
  • 卡点:把Ⅰ型系统对斜坡的误差公式套成位置误差公式
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 稳态误差由系统型别与输入类型共同决定
  • 0 型对阶跃有差、Ⅰ型对斜坡有差、Ⅱ型对加速度有差
  • 低型别系统对高阶输入的误差为无穷大
步骤
  • 判断系统型别并联立稳定性检查
  • 写出输入信号的拉氏变换
  • 用终值定理求 e_ss,或直接查表
  • 必要时按叠加原理分别计算各分量
通用考法
  • 本卷考过选择7 单位斜坡输入下的稳态误差
  • 求给定输入下的稳态误差
  • 由稳态误差要求反求开环增益
  • 比较不同型别系统的跟踪能力
常见易错
  • 未判稳就使用终值定理
  • 输入为组合信号时漏掉某一分量
  • Ⅰ型系统求阶跃误差时误代入速度误差公式
公式
高阶系统的降阶与主导极点 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 选择8 闭环主导极点的必要条件
本卷实例
  • 关键一步:从极点距虚轴远近与极点间距离两方面筛选
  • 中间结果:极点实部相差五倍以上时可作主导极点近似
  • 卡点:选项被 OCR 拆行,(B) 项单独成行,需回原卷核对选项对应
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 离虚轴最近的极点起主导作用,其余极点对应快速衰减分量
  • 闭环零点会增大超调、缩短峰值时间
  • 极点实部相差 5 倍以上时可按主导极点降阶
步骤
  • 求出全部闭环极点并按距虚轴远近排序
  • 用主导极点对近似为二阶系统
  • 用零点修正式修正超调量与峰值时间
通用考法
  • 本卷考过选择8 闭环主导极点的必要条件
  • 把高阶系统近似为二阶系统并估算性能指标
  • 判断附加闭环零点对超调量的影响
  • 说明某极点能否忽略的理由
常见易错
  • 忽略零点对超调量的放大作用
  • 只看极点距离而不管该极点的留数大小
公式
滞后校正 系统校正
本卷考法
  • 选择9 由零极点位置判断校正类型
本卷实例
  • 关键一步:把校正环节化为标准一阶形式,比较零点与极点的转折频率
  • 中间结果:极点比零点更靠近原点,高频段幅值被压低
  • 卡点:只看分子分母时间常数的数值大小,忽略零极点相对位置
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 滞后校正利用高频段幅值衰减提高相角裕度
  • 会使截止频率降低,响应变慢
  • 转折频率要远低于新的截止频率以免引入过多相位滞后
  • 可同时提高低频增益改善稳态精度
步骤
  • 确定满足相角裕度要求的新截止频率
  • 由未校正系统在该频率处的幅值确定衰减量
  • 由衰减量求滞后网络的参数 β
  • 取转折频率低于新截止频率一个数量级,写出传递函数
通用考法
  • 本卷考过选择9 由零极点位置判断校正类型
  • 设计串联滞后校正装置
  • 比较超前与滞后校正的效果差异
  • 分析滞后校正对响应速度的影响
常见易错
  • 把滞后网络的两个转折频率顺序写反
  • 转折频率取得过高导致相位滞后抵消了增益改善
公式
本卷考法
  • 选择10 区分串联校正、反馈校正与复合校正
本卷实例
  • 关键一步:按校正装置接入系统的位置判断归属
  • 中间结果:接在前向通道串联位置的才属于串联校正
  • 卡点:把顺馈或局部反馈补偿误归入串联校正
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 校正是在系统中引入附加装置以改善性能
  • 串联校正、反馈校正与复合校正是三种基本形式
  • 时域指标与频域指标存在对应关系
  • 校正通常以相角裕度、开环增益与穿越频率为目标
步骤
  • 由指标要求确定目标相角裕度与穿越频率
  • 画出未校正系统的 Bode 图
  • 比较未校正特性与目标要求的差距
  • 选择校正方式并计算校正装置参数
通用考法
  • 本卷考过选择10 区分串联校正、反馈校正与复合校正
  • 说明串联校正与反馈校正的适用场合
  • 把时域指标折算为频域指标
  • 分析未校正系统的主要缺陷
常见易错
  • 把截止频率与相位穿越频率混用
  • 只盯相角裕度而忽略带宽要求
公式
本卷考法
  • 选择11 串联衰减增益对稳态性能的影响
本卷实例
  • 关键一步:把前向通道增益变化与静态误差系数的变化方向对应
  • 中间结果:增益减小使静态误差系数减小,稳态误差增大
  • 卡点:只看暂态快慢而忽略稳态精度随增益的变化
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 提高开环增益可减小有差系统的误差,但会削弱稳定性
  • 增加积分环节可提高型别,代价是相位滞后与超调增大
  • 采用复合控制或前馈补偿可在不影响稳定性的前提下减小误差
  • 采用扰动补偿可提高扰动不变性
步骤
  • 判断误差来源是输入型别不足还是增益太小
  • 按需选择提高增益、增加积分或加入补偿器
  • 校验补偿后系统仍然稳定
  • 重新计算稳态误差确认达标
通用考法
  • 本卷考过选择11 串联衰减增益对稳态性能的影响
  • 分析提高开环增益对误差与稳定性的双重影响
  • 设计前馈补偿器实现给定信号不变性
  • 说明为何单纯提高增益不可行
常见易错
  • 只谈误差减小而不检查稳定性是否被破坏
  • 把增加积分环节的影响单一化,忽略超调
公式
本卷考法
  • 选择12 最小相位系统的奈氏图判断闭环稳定
本卷实例
  • 关键一步:由最小相位条件确定开环右半平面极点数为零
  • 中间结果:此时判据简化为看幅相曲线正负穿越次数是否相抵
  • 卡点:四幅奈氏图未读图,曲线与临界点的相对位置需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 最小相位系统:全部零点极点都在左半平面
  • 同类系统中最小相位系统的相位滞后最小
  • 非最小相位系统幅频特性相同但相位滞后更大
  • 含右半平面零点时阶跃响应出现初始反向
步骤
  • 检查零点实部符号判断是否最小相位
  • 比较同幅频特性的两类系统的相频曲线
  • 分析右半平面零点对时域响应的影响
通用考法
  • 本卷考过选择12 最小相位系统的奈氏图判断闭环稳定
  • 判断系统是否最小相位
  • 解释阶跃响应初始反向的原因
  • 说明仅由幅频曲线能否唯一确定传递函数
常见易错
  • 以为幅频特性可以唯一确定传递函数
  • 把右半平面极点与右半平面零点混为一谈

2二、根轨迹绘制与阻尼比求参数#

思路
  • 由开环传函标出三个极点和实轴段,按法则画根轨迹;由 ζ=0.5 画等阻尼线,与根轨迹的交点先用相角条件定出,再用幅值条件求 K
本卷考法
  • 按法则绘制三条分支的根轨迹草图
本卷实例
  • 关键一步:标出极点 -4 与 -1±j1,无开环零点
  • 中间结果:实轴段为负无穷到负四,三条分支都趋于无穷远
  • 卡点:渐近线按三条分支等分圆周,交点在实轴的负二处
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 起于开环极点、终于开环零点(无穷远零点),分支数等于极点数 n
  • 实轴上某段右侧的零极点总数为奇数时,该段属于根轨迹
  • 渐近线条数为 n-m,交点在实轴上,与实轴夹角等分 360°
  • 根轨迹关于实轴对称
步骤
  • 标出全部开环零极点并判断实轴上的根轨迹段
  • 计算渐近线交点与夹角
  • 求出分离点、出射角、与虚轴交点
  • 按对称性连接各段并标出对应 K 值
通用考法
  • 本卷考过按法则绘制三条分支的根轨迹草图
  • 按法则绘制根轨迹草图
  • 指出渐近线条数与夹角
  • 判断某段实轴是否属于根轨迹
常见易错
  • 实轴段判据中的零极点个数算错
  • 渐近线夹角公式中的 2k+1 写成 2k
公式
分离点与会合点 根轨迹法
本卷考法
  • 求根轨迹的分离点并筛选
本卷实例
  • 关键一步:由幅值条件写出 K 的显式表达式后令导数为零
  • 中间结果:驻点为负二加减三分之根号六,均不在实轴根轨迹段上
  • 卡点:求出驻点后要用实轴段判据筛选,不能直接当分离点
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 分离点是根轨迹离开实轴或相汇的点,对应特征方程的重根
  • 分离点必满足 dK/ds=0
  • 用试探法求解代数方程时要注意舍去不在根轨迹上的根
步骤
  • 由幅值条件解出 K 关于 s 的表达式
  • 令 dK/ds=0 得分离点方程
  • 解方程并用实轴段判据筛选
  • 代回求分离点处的 K 值
通用考法
  • 本卷考过求根轨迹的分离点并筛选
  • 求根轨迹的分离点坐标
  • 确定分离点处的临界增益
  • 判断解的取舍
常见易错
  • 求出方程根后不筛选,保留了不在根轨迹上的解
  • 用 dK/ds=0 却未化成 K 的显式表达式
公式
出射角与入射角 根轨迹法
本卷考法
  • 求复数极点的出射角
本卷实例
  • 关键一步:对一个复数极点列相角条件,把其余零极点相角移到等式另一边
  • 中间结果:另一复数极点贡献九十度,实极点贡献反正切三分之一
  • 卡点:题给反正切三分之一等于十八点四三度,是出射角计算的参考值
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 出射角是根轨迹离开开环极点的方向
  • 入射角是根轨迹进入开环零点的方向
  • 计算时需代入相角条件并逐项累加各零极点贡献的相角
  • 共轭复数极点的出射角互为相反数
步骤
  • 取待求极点(或零点)为参考点
  • 写出相角条件并代入该点
  • 把其余零极点的相角移到等式右边累加
  • 求反正切得到出射角或入射角
通用考法
  • 本卷考过求复数极点的出射角
  • 求复数极点的出射角
  • 根据出射角画出根轨迹起始方向
  • 由入射角确定根轨迹终止方向
常见易错
  • 累加相角时把该极点自身的相角也算进去
  • 忘记判断象限导致角度差 180°
公式
本卷考法
  • 求根轨迹与虚轴的交点及临界增益
本卷实例
  • 关键一步:把纯虚变量代入闭环特征方程,或令劳斯表首列为零
  • 中间结果:临界增益为五十二,交点为共轭纯虚根
  • 卡点:辅助方程给出的虚轴交点要对应非零频率,不能只取零频
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 根轨迹与虚轴的交点对应系统临界稳定
  • 可用劳斯判据令首列为零,或令 s=jω 代入特征方程求解
  • 交点处的 K 是使系统稳定的临界增益
步骤
  • 把 s=jω 代入闭环特征方程
  • 令实部与虚部分别为零,得到两个方程
  • 联立解出 ω 与 K
  • 结合实轴段信息确定根轨迹穿越方向
通用考法
  • 本卷考过求根轨迹与虚轴的交点及临界增益
  • 求根轨迹与虚轴的交点及临界增益
  • 确定系统稳定时 K 的取值范围
  • 判断根轨迹穿越虚轴的方向
常见易错
  • 只代一个 ω 就下结论,漏掉另一组交点
  • 得到 K 后没有回到原题核对参数定义
公式
二阶系统标准形式与阻尼比 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 由 ζ=0.5 确定阻尼角
本卷实例
  • 关键一步:阻尼比等于极点到原点连线与负实轴夹角的余弦
  • 中间结果:ζ=0.5 对应夹角六十度,主导极点落在该射线上
  • 卡点:ζ 是射线夹角余弦,不要拿极点坐标直接与之比较
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 标准形式由自然频率 ωn 与阻尼比 ξ 两个参数确定
  • ξ>1 过阻尼、ξ=1 临界阻尼、0<ξ<1 欠阻尼、ξ=0 无阻尼
  • 闭环极点位置只由 ξωn 与 ωn√(1-ξ²) 决定
  • β=arccos ξ 是极点与负实轴的夹角
步骤
  • 把闭环传递函数化成标准二阶形式
  • 比对系数求出 ωn 与 ξ
  • 写出闭环极点表达式
  • 按 ξ 的取值判断响应类型
通用考法
  • 本卷考过由 ζ=0.5 确定阻尼角
  • 由闭环传递函数求 ωn 与 ξ
  • 判断响应是过阻尼还是欠阻尼
  • 在 s 平面上标出闭环极点的位置
常见易错
  • 化为标准形式时忘记把 s² 项系数归一化
  • 把开环增益误当成闭环传递函数的系数
公式
本卷考法
  • 求等阻尼线与根轨迹交点对应的 K
本卷实例
  • 关键一步:把 ζ=0.5 对应的等阻尼线与根轨迹方程联立
  • 中间结果:交点写成负六分之五加减六分之五倍根号三 j
  • 卡点:先确认该共轭极点对为主导极点,第三极点在负三分之十三附近
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 闭环极点位置直接决定 ξ、ωn 与动态指标
  • 等阻尼线是从原点出发的射线,等 ωn 线是以原点为心的圆
  • 给定阻尼比要求时,极点落在等阻尼线上
  • 增益增大一般使系统响应加快但振荡加剧
步骤
  • 在 s 平面上画出等阻尼线或等 ωn 圆
  • 求其与根轨迹的交点
  • 由幅值条件求出交点对应的参数
  • 由极点位置估算动态性能
通用考法
  • 本卷考过求等阻尼线与根轨迹交点对应的 K
  • 求满足给定阻尼比的参数值
  • 由闭环极点位置估算超调量与调节时间
  • 分析提高增益对性能的影响
常见易错
  • 把等阻尼线画成了垂直线
  • 由极点位置估指标时忽略零点的作用
公式

3三、方框图求闭环传递函数#

思路
  • 从最内层回路开始逐层化简,遇到交叉比较点或引出点先作等效移动,再合并串并联与反馈,最终写成 C(s)/R(s)
多回路系统的逐层化简 结构图与方框图
本卷考法
  • 多回路方框图逐层化简的步骤
本卷实例
  • 关键一步:先找出最内层回路并把它等效成一个环节
  • 中间结果:每化简一层,结构图中回路数减少一个直至单回路
  • 卡点:方框图未读图,回路层数与交叉方式需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 从最内层回路开始,逐层向外化简
  • 每个内环先化成一个等效环节,再参与外层的串并联
  • 化简顺序错误会导致式子繁琐但仍可得到正确结果
步骤
  • 标出内环并求其闭环传递函数
  • 把内环替换为等效环节
  • 对新的结构图重复上述步骤,直到单回路
  • 最后求整个系统的闭环传递函数
通用考法
  • 本卷考过多回路方框图逐层化简的步骤
  • 三环及以上系统求闭环传递函数
  • 含局部反馈的系统化简
常见易错
  • 化简内环时把外环的信号当成常数处理
比较点与引出点的移动 结构图与方框图
本卷考法
  • 遇到交叉比较点或引出点时作等效移动
本卷实例
  • 关键一步:按前移用除、后移用乘的规则补出等效环节
  • 中间结果:移动前后各支路变量关系保持不变
  • 卡点:比较点与引出点的移动规则容易混用
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 移动的判据:移动前后各支路变量关系必须保持不变
  • 比较点前移要除以所跨环节,后移要乘以所跨环节
  • 引出点前移要乘以所跨环节,后移要除以所跨环节
步骤
  • 确定要移动的点和跨越的环节
  • 按“前移用除、后移用乘”的规则补上等效环节
  • 检查移动后与原结构是否等价
通用考法
  • 本卷考过遇到交叉比较点或引出点时作等效移动
  • 化简含交叉比较点或引出点的结构图
  • 判断某次移动是否正确
常见易错
  • 移动方向与乘除关系搞反
  • 引出点与比较点的移动规则混用
串联、并联与反馈等效 结构图与方框图
本卷考法
  • 串联、并联与反馈的等效合并
本卷实例
  • 关键一步:串联相乘、并联相加,单回路套用反馈等效公式
  • 中间结果:负反馈等效的分母是一加回路增益
  • 卡点:化简内环时把外环信号当成常数
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 串联环节相乘,并联环节相加(同向)或相减(反向)
  • 负反馈等效为 G/(1+GH),正反馈为 G/(1-GH)
  • 反馈等效的前提是单回路、无交叉
步骤
  • 识别环节之间的连接方式
  • 分别套用串联、并联或反馈等效公式
  • 逐层化简直到只剩一个等效环节
通用考法
  • 本卷考过串联、并联与反馈的等效合并
  • 多环节系统求闭环传递函数
  • 判断反馈极性对分母符号的影响
常见易错
  • 把负反馈的分母写成 1-GH
  • 并联环节相减时符号取反
公式

4四、奈奎斯特判据判断稳定性#

思路
  • 先求开环右半平面极点数和频率特性,画幅相曲线;数曲线对负一点的包围圈数,代入奈氏判据判断闭环稳定性
本卷考法
  • 写出开环频率特性并画幅相曲线
本卷实例
  • 关键一步:令 s=jω 后把实部与虚部分离,便于描点
  • 中间结果:幅相曲线是以负一为圆心、过原点与负二点的圆
  • 卡点:开环非严格真分式,高频端趋于负二而不是原点
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 频率特性是传递函数中令 s=jω 得到的复变函数
  • 幅频特性表示各频率正弦输入下的幅值放大倍数
  • 相频特性表示输出相对输入的相位差
  • 频率特性可用幅相曲线、Bode 图或尼柯尔斯图表示
步骤
  • 由传递函数令 s=jω 得到 G(jω)
  • 分别求出幅值 |G(jω)| 与相角 ∠G(jω)
  • 按需要绘制幅相曲线或对数频率特性
通用考法
  • 本卷考过写出开环频率特性并画幅相曲线
  • 求给定传递函数的幅频与相频表达式
  • 计算某频率处的幅值与相角
  • 说明频率特性的物理含义
常见易错
  • 求幅值时忘记把分母复数取模后再相除
  • 相角累加时漏掉积分环节的 -90°
公式
奈奎斯特判据 稳定性分析
本卷考法
  • 用奈氏判据判断闭环稳定性
本卷实例
  • 关键一步:先数开环右半平面极点个数得到 P,本题为一个
  • 中间结果:幅相曲线从原点出发、止于负二点,与负实轴没有有限交点
  • 卡点:本题 P 为一且正穿越按半次计入,不能按开环稳定情形判
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 闭环稳定 ⇔ Z=N+P,其中 Z 为右半平面闭环极点数
  • P 为开环右半平面极点数,须先数清楚
  • N 为开环幅相曲线绕 (-1,j0) 点的净包围圈数
  • 逆时针包围为正,顺时针为负
步骤
  • 先求开环极点,数出右半平面个数 P
  • 绘制开环幅相特性曲线(或利用 Bode 图判稳)
  • 数出曲线对 (-1,j0) 点的包围圈数 N
  • 由 Z=N+P 判断闭环稳定性
通用考法
  • 本卷考过用奈氏判据判断闭环稳定性
  • 由开环幅相曲线判断闭环稳定性
  • 求使闭环稳定的开环增益范围
  • 判断补画虚轴绕行后曲线的包围情况
常见易错
  • 开环含有积分环节时未补画无穷大半径圆弧
  • 把包围圈数的正负号定义搞反
  • 没有先数开环右半平面极点数 P
公式

5五、稳定判断与组合输入稳态误差#

思路
  • 先由闭环特征方程用劳斯判据判稳,再数积分环节定系统型别,按叠加原理分别计算阶跃项与加速度项引起的稳态误差
劳斯判据 稳定性分析
本卷考法
  • 用劳斯判据判断闭环系统稳定性
本卷实例
  • 关键一步:由 1+G=0 展开闭环特征方程并降幂排列
  • 中间结果:特征方程为 s^4+9s^3+20s^2+2s+2=0,各次幂系数齐全
  • 卡点:先判稳再算稳态误差,否则终值定理无意义
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 特征方程各项系数全为正只是必要条件,不充分
  • 劳斯表首列元素全部同号 ⇔ 系统稳定
  • 首列符号变化次数等于右半平面闭环极点数
  • 首列出现 0 时需用 ε 法或乘辅助多项式处理
步骤
  • 写出闭环特征方程并整理成降幂排列
  • 若某次幂系数缺项,该项补零
  • 列劳斯表:前两行为系数,之后各行按交叉相减
  • 检查首列符号:全同号则稳定,有变号则数出个数
通用考法
  • 本卷考过用劳斯判据判断闭环系统稳定性
  • 判断给定系统的稳定性
  • 指出右半平面闭环极点的个数
  • 求使系统稳定的参数范围
常见易错
  • 系数有缺项时不补零,直接套用判据
  • 首列出现 0 后仍按常规继续算,未用 ε 法
公式
本卷考法
  • 写误差传递函数并按叠加分开输入分量
本卷实例
  • 关键一步:把误差取为参考输入与反馈量之差后列误差传函
  • 中间结果:误差传函分母与闭环特征多项式相同
  • 卡点:组合输入只取其中一项而漏掉其余分量
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 误差有两种定义:输入端 E(s)=R(s)-C(s) 与 E(s)=R(s)-B(s),须看清题意
  • 误差传递函数由结构决定
  • 单位反馈时两种定义等价
步骤
  • 按题意确定误差取在输入端还是反馈端
  • 由结构图写出误差传递函数
  • 乘输入后取 s→0 的极限
通用考法
  • 本卷考过写误差传递函数并按叠加分开输入分量
  • 写出误差传递函数
  • 说明不同误差定义对结果的影响
常见易错
  • 非单位反馈时两种误差定义混用导致结果差一个 H(s)
  • 忘记先判断系统是否稳定
公式
本卷考法
  • 数积分环节个数判断系统型别
本卷实例
  • 关键一步:开环分母中 s 的幂次给出系统型别
  • 中间结果:两个积分环节使系统为Ⅱ型,加速度误差系数由开环增益与两个时间常数决定
  • 卡点:把开环增益直接当成加速度误差系数
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 型别 v 由开环传递函数中积分环节的个数决定
  • 0 型有位置误差、Ⅰ型有速度误差、Ⅱ型有加速度误差
  • 静态误差系数只与开环传递函数有关
步骤
  • 把开环传递函数写成分式,数出 s 的幂次即型别
  • 按型别选择对应的静态误差系数公式
  • 代入求值
通用考法
  • 本卷考过数积分环节个数判断系统型别
  • 判断系统型别
  • 求静态位置、速度、加速度误差系数
  • 分析增加积分环节对精度的影响
常见易错
  • 把开环增益与静态误差系数混为一谈
  • 数错积分环节个数导致型别判错
公式
本卷考法
  • 组合输入下用叠加原理求稳态误差
本卷实例
  • 关键一步:分别求阶跃项与加速度项的稳态误差再相加
  • 中间结果:阶跃项误差为零,加速度项误差与加速度误差系数成反比
  • 卡点:输入为 t 平方时系数与二分之一 t 平方输入相差二倍
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 稳态误差由系统型别与输入类型共同决定
  • 0 型对阶跃有差、Ⅰ型对斜坡有差、Ⅱ型对加速度有差
  • 低型别系统对高阶输入的误差为无穷大
步骤
  • 判断系统型别并联立稳定性检查
  • 写出输入信号的拉氏变换
  • 用终值定理求 e_ss,或直接查表
  • 必要时按叠加原理分别计算各分量
通用考法
  • 本卷考过组合输入下用叠加原理求稳态误差
  • 求给定输入下的稳态误差
  • 由稳态误差要求反求开环增益
  • 比较不同型别系统的跟踪能力
常见易错
  • 未判稳就使用终值定理
  • 输入为组合信号时漏掉某一分量
  • Ⅰ型系统求阶跃误差时误代入速度误差公式
公式

6六、由对数幅频特性反求传函与相角裕度#

思路
  • 由低频段斜率定型别、低频段高度定增益,按各转折频率的斜率变化识别典型环节;再由幅值穿越频率求相角裕度
本卷考法
  • 由开环对数幅频特性反求传递函数
本卷实例
  • 关键一步:低频段斜率给积分环节个数,低频段高度或延长线交点给开环增益
  • 中间结果:每个转折频率对应一个典型环节,按斜率变化量识别环节类型
  • 卡点:曲线未读图,低频段高度与各转折频率需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 低频段斜率给出积分环节个数即系统型别
  • 低频段高度或延长线与 0 dB 交点给出开环增益
  • 每个转折频率对应一个一阶或二阶环节
  • 斜率变化 -20 对应惯性环节,+20 对应一阶微分,-40 可能是振荡环节
步骤
  • 读低频段斜率确定型别 v
  • 由低频段高度或延长线确定增益 K
  • 逐个读出转折频率并判断对应环节类型
  • 结合相频曲线与谐振峰判定二阶环节参数
  • 写出并验证传递函数
通用考法
  • 本卷考过由开环对数幅频特性反求传递函数
  • 由给定 Bode 图写出传递函数
  • 由实验频率特性辨识系统模型
  • 检验候选传递函数与曲线是否吻合
常见易错
  • 把延长线交点误当作增益值而未折算型别
  • 斜率变化为 -40 时直接写成一阶环节
公式
稳定裕度 频域分析
本卷考法
  • 由幅频与相频特性求相角裕度
本卷实例
  • 关键一步:先由幅频特性等于一确定幅值穿越频率
  • 中间结果:相角裕度等于一百八十度加穿越频率处的相角
  • 卡点:把幅值穿越频率与相位穿越频率用反
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 相角裕度 γ 在幅值穿越频率 ωc 处定义,γ=180°+∠G(jωc)
  • 幅值裕度 Kg 在相位穿越频率 ωg 处定义,单位可为分贝
  • γ>0 且 Kg>1 时闭环稳定(最小相位系统)
  • γ 主要影响超调,ωc 主要影响响应速度
步骤
  • 由幅频特性求 |G|=1 对应的穿越频率 ωc
  • 由相频特性求 ∠G=-180° 对应的频率 ωg
  • 分别代入公式求相角裕度与幅值裕度
  • 由裕度符号判断稳定性
通用考法
  • 本卷考过由幅频与相频特性求相角裕度
  • 求系统的相角裕度与幅值裕度
  • 由裕度要求反求开环增益
  • 分析增益变化对裕度的影响
常见易错
  • 把 ωc 与 ωg 两个频率用反
  • 幅值裕度取倒数未取,导致结论反了
  • 非最小相位系统仍用同一判据
公式
本卷考法
  • 逐段叠加各典型环节的相角
本卷实例
  • 关键一步:按转折频率从低到高逐段累加各环节相角
  • 中间结果:题给三个反正切参考值对应穿越频率附近的相角
  • 卡点:只算穿越频率所在频段而漏掉低频环节的相位
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 比例环节是水平线,积分与微分分别是 -20 与 +20 dB/dec 的斜线
  • 惯性环节转角频率为 1/T,高频段渐近线斜率为 -20 dB/dec
  • 一阶微分环节与惯性环节幅频互为镜像
  • 振荡环节在 ωn 附近出现谐振峰,ξ 越小峰越高
步骤
  • 把传递函数分解为典型环节乘积
  • 逐环节画出对数幅频渐近线与相频曲线
  • 代数相加得到总特性
通用考法
  • 本卷考过逐段叠加各典型环节的相角
  • 画出某一典型环节的 Bode 图
  • 由 Bode 图识别环节类型
  • 说明转角频率处的幅值与相角
常见易错
  • 把惯性环节高频渐近线的 -20 写成 -40
  • 振荡环节谐振峰位置误当作 ωn
公式

7七、方框图稳态误差与参数影响#

思路
  • 由方框图写出误差传递函数,按积分环节确定系统型别,分别求单位阶跃与单位斜坡下的稳态误差,再把误差写成两个增益的函数讨论其影响
本卷考法
  • 由方框图写误差传递函数
本卷实例
  • 关键一步:先确定误差点位置与反馈极性再列误差传函
  • 中间结果:误差传函的分母就是闭环特征多项式
  • 卡点:方框图未读图,误差点与反馈通道需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 误差有两种定义:输入端 E(s)=R(s)-C(s) 与 E(s)=R(s)-B(s),须看清题意
  • 误差传递函数由结构决定
  • 单位反馈时两种定义等价
步骤
  • 按题意确定误差取在输入端还是反馈端
  • 由结构图写出误差传递函数
  • 乘输入后取 s→0 的极限
通用考法
  • 本卷考过由方框图写误差传递函数
  • 写出误差传递函数
  • 说明不同误差定义对结果的影响
常见易错
  • 非单位反馈时两种误差定义混用导致结果差一个 H(s)
  • 忘记先判断系统是否稳定
公式
本卷考法
  • 由前向通道积分环节判断系统型别
本卷实例
  • 关键一步:数开环前向通道中积分环节的个数
  • 中间结果:型别决定对阶跃和斜坡是否产生稳态误差
  • 卡点:把两个待定增益对系统型别的作用混在一起
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 型别 v 由开环传递函数中积分环节的个数决定
  • 0 型有位置误差、Ⅰ型有速度误差、Ⅱ型有加速度误差
  • 静态误差系数只与开环传递函数有关
步骤
  • 把开环传递函数写成分式,数出 s 的幂次即型别
  • 按型别选择对应的静态误差系数公式
  • 代入求值
通用考法
  • 本卷考过由前向通道积分环节判断系统型别
  • 判断系统型别
  • 求静态位置、速度、加速度误差系数
  • 分析增加积分环节对精度的影响
常见易错
  • 把开环增益与静态误差系数混为一谈
  • 数错积分环节个数导致型别判错
公式
本卷考法
  • 分别求阶跃与斜坡输入下的稳态误差
本卷实例
  • 关键一步:按输入类型选用位置误差系数或速度误差系数
  • 中间结果:阶跃误差与位置误差系数有关,斜坡误差与速度误差系数有关
  • 卡点:未确认系统稳定就直接代入终值定理
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 稳态误差由系统型别与输入类型共同决定
  • 0 型对阶跃有差、Ⅰ型对斜坡有差、Ⅱ型对加速度有差
  • 低型别系统对高阶输入的误差为无穷大
步骤
  • 判断系统型别并联立稳定性检查
  • 写出输入信号的拉氏变换
  • 用终值定理求 e_ss,或直接查表
  • 必要时按叠加原理分别计算各分量
通用考法
  • 本卷考过分别求阶跃与斜坡输入下的稳态误差
  • 求给定输入下的稳态误差
  • 由稳态误差要求反求开环增益
  • 比较不同型别系统的跟踪能力
常见易错
  • 未判稳就使用终值定理
  • 输入为组合信号时漏掉某一分量
  • Ⅰ型系统求阶跃误差时误代入速度误差公式
公式
本卷考法
  • 讨论两个增益对稳态误差的影响
本卷实例
  • 关键一步:把误差表达式化成两个增益的函数,再判断其增减
  • 中间结果:增益处于传函分子或分母时会得到相反的作用方向
  • 卡点:只看增益大小而不看它在回路中的位置
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 提高开环增益可减小有差系统的误差,但会削弱稳定性
  • 增加积分环节可提高型别,代价是相位滞后与超调增大
  • 采用复合控制或前馈补偿可在不影响稳定性的前提下减小误差
  • 采用扰动补偿可提高扰动不变性
步骤
  • 判断误差来源是输入型别不足还是增益太小
  • 按需选择提高增益、增加积分或加入补偿器
  • 校验补偿后系统仍然稳定
  • 重新计算稳态误差确认达标
通用考法
  • 本卷考过讨论两个增益对稳态误差的影响
  • 分析提高开环增益对误差与稳定性的双重影响
  • 设计前馈补偿器实现给定信号不变性
  • 说明为何单纯提高增益不可行
常见易错
  • 只谈误差减小而不检查稳定性是否被破坏
  • 把增加积分环节的影响单一化,忽略超调
公式

8八、二阶系统性能指标表达式与增益影响#

思路
  • 由闭环特征方程把 ωn 与 ζ 用 K 表示,代入上升时间、超调量、调节时间、峰值时间的标准公式,再讨论 K 增大时各指标的变化方向
二阶系统标准形式与阻尼比 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 把闭环传函化为标准二阶形式
本卷实例
  • 关键一步:由 1+G=0 得 s 平方加 s 加 K 等于零,再按标准形式归一化
  • 中间结果:自然频率为根号 K,阻尼比为二倍根号 K 分之一
  • 卡点:不要漏掉一次项系数一,它决定阻尼比
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 标准形式由自然频率 ωn 与阻尼比 ξ 两个参数确定
  • ξ>1 过阻尼、ξ=1 临界阻尼、0<ξ<1 欠阻尼、ξ=0 无阻尼
  • 闭环极点位置只由 ξωn 与 ωn√(1-ξ²) 决定
  • β=arccos ξ 是极点与负实轴的夹角
步骤
  • 把闭环传递函数化成标准二阶形式
  • 比对系数求出 ωn 与 ξ
  • 写出闭环极点表达式
  • 按 ξ 的取值判断响应类型
通用考法
  • 本卷考过把闭环传函化为标准二阶形式
  • 由闭环传递函数求 ωn 与 ξ
  • 判断响应是过阻尼还是欠阻尼
  • 在 s 平面上标出闭环极点的位置
常见易错
  • 化为标准形式时忘记把 s² 项系数归一化
  • 把开环增益误当成闭环传递函数的系数
公式
欠阻尼动态性能指标 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 写出四项欠阻尼动态性能指标表达式
本卷实例
  • 关键一步:先把 ζ 与 ωn 用 K 表示,再逐一代入四种指标公式
  • 中间结果:超调量只与 ζ 有关,上升时间、峰值时间与 ωn 成反比
  • 卡点:K 小于等于四分之一时系统过阻尼,欠阻尼公式不再适用
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 超调量只由 ξ 决定,与 ωn 无关
  • 峰值时间、上升时间、调节时间都与 ωn 成反比
  • 调节时间与 ξωn 的乘积成反比,ξωn 是衰减因子
  • 振荡次数与 ξ 直接相关
步骤
  • 由标准形式读出 ξ 与 ωn
  • 用超调量公式先求 ξ
  • 依次代入峰值时间、调节时间、上升时间公式
  • 必要时计算振荡次数
通用考法
  • 本卷考过写出四项欠阻尼动态性能指标表达式
  • 给定 ξ 与 ωn 求全部动态性能指标
  • 由超调量要求确定 ξ 的取值范围
  • 分析 ωn 变化时各指标如何变化
常见易错
  • 把两种误差带的调节时间系数搞混
  • 峰值时间与上升时间混用
  • 超调量公式中漏乘 100%
公式
高阶系统的降阶与主导极点 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 分析增益变化对动态过程特性的影响
本卷实例
  • 关键一步:把各指标对 K 的依赖拆成对 ζ 与 ωn 的依赖
  • 中间结果:ζωn 恒为二分之一,调节时间主要由该衰减系数决定,近似不随 K 改变
  • 卡点:只看到超调增大而忽略衰减系数不变这一点
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 离虚轴最近的极点起主导作用,其余极点对应快速衰减分量
  • 闭环零点会增大超调、缩短峰值时间
  • 极点实部相差 5 倍以上时可按主导极点降阶
步骤
  • 求出全部闭环极点并按距虚轴远近排序
  • 用主导极点对近似为二阶系统
  • 用零点修正式修正超调量与峰值时间
通用考法
  • 本卷考过分析增益变化对动态过程特性的影响
  • 把高阶系统近似为二阶系统并估算性能指标
  • 判断附加闭环零点对超调量的影响
  • 说明某极点能否忽略的理由
常见易错
  • 忽略零点对超调量的放大作用
  • 只看极点距离而不管该极点的留数大小
公式

9九、由相角裕度要求确定参数#

思路
  • 写出 (Ks+1)/s 平方 的幅频与相频表达式,幅值条件确定幅值穿越频率,相角裕度条件给出穿越频率与 K 的乘积,联立解出 K
稳定裕度 频域分析
本卷考法
  • 由相角裕度要求反求开环参数
本卷实例
  • 关键一步:把相角裕度写成一百八十度加穿越频率处的相角
  • 中间结果:积分环节贡献负一百八十度,相角裕度由一阶微分项提供
  • 卡点:先把穿越频率作为未知量,不能直接代入 K
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 相角裕度 γ 在幅值穿越频率 ωc 处定义,γ=180°+∠G(jωc)
  • 幅值裕度 Kg 在相位穿越频率 ωg 处定义,单位可为分贝
  • γ>0 且 Kg>1 时闭环稳定(最小相位系统)
  • γ 主要影响超调,ωc 主要影响响应速度
步骤
  • 由幅频特性求 |G|=1 对应的穿越频率 ωc
  • 由相频特性求 ∠G=-180° 对应的频率 ωg
  • 分别代入公式求相角裕度与幅值裕度
  • 由裕度符号判断稳定性
通用考法
  • 本卷考过由相角裕度要求反求开环参数
  • 求系统的相角裕度与幅值裕度
  • 由裕度要求反求开环增益
  • 分析增益变化对裕度的影响
常见易错
  • 把 ωc 与 ωg 两个频率用反
  • 幅值裕度取倒数未取,导致结论反了
  • 非最小相位系统仍用同一判据
公式
本卷考法
  • 写开环幅频与相频表达式
本卷实例
  • 关键一步:令 s=jω 后分别求分子分母的模与相角
  • 中间结果:幅值条件给穿越频率方程,相角条件给 K 与穿越频率的乘积
  • 卡点:分母为 ω 的四次方,开方与幂次容易算错
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 熟记 lg2≈0.3、lg5≈0.7、20lg2≈6dB
  • 从低频段开始逐段按各环节转折频率改变斜率
  • 低频段斜率由系统型别决定,高度由开环增益决定
  • 每经过一个转折频率斜率就叠加该环节的斜率变化
步骤
  • 把开环传递函数写成典型环节的标准乘积
  • 确定系统型别与开环增益,画出最低频段渐近线
  • 按转折频率从小到大逐段改斜率
  • 逐点叠加得到幅频与相频曲线
通用考法
  • 本卷考过写开环幅频与相频表达式
  • 绘制开环对数渐近幅频特性
  • 计算指定频率处的幅值与相角
  • 由低频段斜率与高度判断型别与增益
常见易错
  • 逐段改斜率时忘记累加而非替换
  • 低频段起始高度没有乘上型别的 -20v dB/dec
公式

10十、扰动作用下稳态误差反求参数#

思路
  • 令参考输入为零,由结构图写出扰动到误差的传递函数,代入单位阶跃扰动并用终值定理,令稳态误差等于题给值反求 K1
本卷考法
  • 求扰动信号单独作用下的稳态误差
本卷实例
  • 关键一步:先令参考输入为零,再写扰动点到误差点的传函
  • 中间结果:单位阶跃扰动下的稳态误差等于扰动误差传函在零频处的增益
  • 卡点:扰动通道含负号,若题面要求正的误差,需核对误差符号定义
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 扰动误差与输入误差必须分开计算再叠加
  • 扰动误差取决于扰动作用点到误差点的传递函数
  • 增大扰动点前的增益可减小扰动误差
步骤
  • 令参考输入为零,求扰动到误差的传递函数
  • 代入扰动信号求稳态值
  • 与输入引起的误差叠加
通用考法
  • 本卷考过求扰动信号单独作用下的稳态误差
  • 求扰动引起的稳态误差
  • 比较扰动与输入对误差的不同影响
  • 分析提高前向增益的作用
常见易错
  • 把扰动误差直接当作总误差,遗漏输入分量
  • 求扰动传函时没有把参考输入置零
公式
本卷考法
  • 多输入结构图中扰动通道传函的求法
本卷实例
  • 关键一步:把扰动当作另一个输入,只保留扰动到输出的通路
  • 中间结果:输入通道与扰动通道共用同一个回路分母
  • 卡点:求扰动通道时没有把参考输入置零
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 线性系统可用叠加原理,每次只保留一个输入
  • 求扰动的传递函数时令参考输入为零
  • 扰动误差与输入误差分别计算后再叠加
步骤
  • 令 R(s)=0,求扰动到输出的传递函数
  • 令 N(s)=0,求输入到输出的传递函数
  • 按题目要求叠加或单独分析
通用考法
  • 本卷考过多输入结构图中扰动通道传函的求法
  • 求扰动引起的输出或误差
  • 分析满足扰动不变性的补偿条件
常见易错
  • 两个输入同时存在时直接叠加却未验证系统的线性性
  • 求扰动传函时没有把参考输入置零
公式
本卷考法
  • 确立误差定义并写误差传函
本卷实例
  • 关键一步:按题意取参考输入与反馈量之差为误差
  • 中间结果:误差表达式含待求增益,可用它反解满足误差要求的参数
  • 卡点:误差定义取错会相差一个反馈环节
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 误差有两种定义:输入端 E(s)=R(s)-C(s) 与 E(s)=R(s)-B(s),须看清题意
  • 误差传递函数由结构决定
  • 单位反馈时两种定义等价
步骤
  • 按题意确定误差取在输入端还是反馈端
  • 由结构图写出误差传递函数
  • 乘输入后取 s→0 的极限
通用考法
  • 本卷考过确立误差定义并写误差传函
  • 写出误差传递函数
  • 说明不同误差定义对结果的影响
常见易错
  • 非单位反馈时两种误差定义混用导致结果差一个 H(s)
  • 忘记先判断系统是否稳定
公式