江苏《30587机械控制工程基础》自学考试大纲：第3章控制系统的时域分析

第3章  控制系统的时域分析
一、学习目的与要求
掌握一阶系统、二阶系统数学模型、特点、系统的时间响应及组成，二级系统的时域性能指标的计算，综合分析高阶系统的时间响应及性能影响因素。
二、课程内容
控制系统的瞬态响应；一阶系统的数学模型及时间响应；典二阶系统的数学模型及时间响应；高阶系统的时间响应及性能分析。
三、考核知识点与考核要求
1.控制系统的瞬态响应
识记：单位阶跃信号及其拉氏变换；单位斜坡信号及其拉氏变换；单位抛物线信号及其拉氏变换；单位脉冲信号及其拉氏变换；单位正弦信号及其拉氏变换；时间响应；稳态响应；瞬态响应；稳态分量；瞬态分量；延迟时间；上升时间；峰值时间；最大超调量；调节时间；振荡次数；稳态误差。
领会：时间响应的组成；稳态响应；瞬态响应。
2.一阶系统的数学模型及时间响应
识记：一阶系统的微分方程及传递函数；一阶系统的极点；一阶系统的时间常数；一阶系统的单位阶跃响应；一阶系统的单位脉冲响应；一阶系统的单位斜坡响应。
领会：一阶系统极点对稳定性的影响；一阶系统时间常数对快速性的影响；一阶系统单位阶跃响应的组成；一阶系统单位阶跃响应的特性；一阶系统的调节时间；一阶系统的单位脉冲响应的稳态分量和瞬态分量；一阶系统单位斜坡响应的稳态分量和瞬态分量；一阶系统单位斜坡响应的稳态误差。
应用：掌握一阶系统的稳态值、稳态误差、时间常数、增益系数的计算方法。
3.二阶系统的数学模型及时间响应
识记：二阶系统的微分方程及传递函数；二阶系统的极点（特征根）；无阻尼固有频率；阻尼比；有阻尼固有频率；零阻尼状态；欠阻尼状态；临界阻尼状态；过阻尼状态就；二阶系统的单位阶跃响应；二阶系统的单位脉冲响应；二阶系统的单位斜坡响应；二阶系统的稳态误差；二阶系统的时域性能指标。
领会：二级系统极点随阻尼比变化在s复平面上的分布规律；不同阻尼状态下二阶系统时间响应的组成；二阶系统的特性参数阻尼比和固有频率对系统动态性能（快速性和稳定性）的影响；在单位斜坡信号作用下二阶系统的稳态误差。
应用：二阶系统的固有频率和阻尼比的计算；欠阻尼状态下二阶系统单位阶跃响应的分析计算；单位斜坡信号作用下二阶系统的稳态响应及稳态误差分析计算；欠阻尼状态下二阶系统的时域性能指标的分析与计算。
4.高阶系统的时间响应及性能分析
识记：高阶系统组成；高阶系统的特征根；高阶系统的实数极点；高阶系统的共轭复数极点；高阶系统的传递函数；高阶系统的单位阶跃响应；高阶系统的单位脉冲响应；高阶系统的稳态分量和瞬态分量；高阶系统的模态；高阶系统的稳定状态、临界稳定状态、不稳定状态；主导极点。
领会：高阶系统时间阶跃响应的组成及其与控制信号（输入信号）或系统极点之间的关系；高阶系统自由运动模态的具体形式；高阶系统稳定性的充分必要条件；系统极点对系统动态性能的影响；系统的零点及增益对系统动态性能的影响。
四、本章重点、难点
重点：一阶系统的单位阶跃响应及特性分析；二阶系统的时间响应及性能分析；二阶系统时域性能指标的分析与计算；判断系统稳定的充分必要条件；高阶系统时间响应组成模态；系统极点、零点及增益对系统性能的影响。
难点：二阶系统时域性能指标的分析与计算；高阶系统自由运动模态的结构形式；高阶系统的性能分析。