自动控制原理简明教程1 控制系统导论

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1、《自动控制原理》韩学礼宇航学院力学系hanxl@bit.edu.cn中关村中教136房间，良乡理科楼A106基础力学办公室1PrinciplesofAutomaticControl自动控制原理：研究自动控制共同规律的技术科学自动控制原理研究分析、设计自动控制系统的基本方法。自动化学科的重要理论基础引言控制论：经典控制理论现代控制理论（智能控制理论）二十世纪三项科学革命：控制论、量子论、相对论自动控制是一门基础性的技术学科，从方法论的角度来研究系统的建立、分析与设计。自动控制理论电机与拖动模拟电子技术线性代数微积分（含微分方程）

2、信号与系统（含拉氏变换，傅氏变换、z变换电路理论大学物理（力学、热力学）复变函数课程的性质和特点1、自动控制理论的基础课程，该课程与其它课程的关系。3课程的性质和特点2、已经发展为理论严密、系统完整、逻辑性很强的一门学科。已从基本反馈控制原理发展到：自适应控制、优化控制、鲁棒控制、大系统控制、智能控制研究的对象：因果系统、工程系统系统的广义性：经济、社会、工程、生物、环境、医学……4自动化技术几乎渗透到国民经济的各个领域及社会生活的各个方面，是当代发展最迅速、应用最广泛、最引人注目的高科技，是推动新的技术革命和新的产业革命的关

3、键技术，在某种程度上说，自动化是现代化的同义词。自动控制原理研究分析、设计自动控制系统的基本方法。主要内容：自动控制的一般概念、物理系统的数学模型、控制系统的一般分析方法、系统的设计或校正、线性离散系统的初步知识实际系统物理模型数学模型方法（系统组成分析、设计）频域法时域分析法、根轨迹法、频域分析法课程的性质和特点自动控制是一门基础性的技术学科，从方法论的角度来研究系统的建立、分析与设计。经典（古典），现代。特点：研究系统的共性问题5自动控制课程的主要任务本课程的主要内容是阐述构成、分析和设计自动控制系统的基本理论。对实际系统

4、,建立研究问题的数学模型,进而利用所建立的数学模型来讨论构成、分析、综合自动控制系统的基本理论和方法。作为研究自动控制系统的分析与综合的方法来说,对单输入单输出系统常采用的是时域法,频域法,根轨迹法以及目前广泛应用的计算机辅助设计。参考书目：《自动控制原理》胡寿松主编，科学出版社《自动控制原理习题解析》（第二版）胡寿松主编，科学出版社《自动控制原理》（双语教材）摆玉龙主编，清华大学出版社教材：《自动控制原理简明教材》（第二版），胡寿松主编教材和参考文献7第一章控制系统导论第二章控制系统的数学模型第三章线性系统的时域分析法

5、第四章线性系统的根轨迹法第五章线性系统的频域分析法第六章线性系统的校正方法第七章线性离散系统分析第八章非线性控制系统分析第九章线性系统的状态空间分析与综合8课程内容第一章控制系统导论§1.1自动控制的基本原理§1.2自动控制系统示例§1.3自动控制系统的分类§1.4对自动控制系统的基本要求§1.5自动控制系统的分析与设计工具9是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。如化学反应炉自动维持温度

6、或压力的恒定；数控机床按照预定程序自动切削工件；导弹自动跟踪锁定的目标；人造卫星的准确地进入预定轨道运行等，这一切自动控制技术的应用为前提的。§1.1自动控制的基本原理1.自动控制技术及其应用自动控制10§1.1自动控制的基本原理能够实现自动控制任务的系统，由控制器与控制对象组成。如：数控加工中心、焊接机器人、温度控制系统等。自动控制系统自动控制理论11是研究自动控制共同规律的技术科学。自动控制原理研究分析、设计自动控制系统的基本方法。控制对象控制器输入量输出量扰动量§1.1自动控制的基本原理2.自动控制理论发展概述12中国古

7、代自动化方面的成就：公元前14世纪至前11世纪，中国、埃及和巴比伦出现自动计时漏壶；公元130年，张衡发明水运浑象，132年研制出自动测量地震的候风地动仪；13公元235年，马钧研制出用齿轮传动自动指示方向的指南车，类似按扰动补偿的自控系统；14中国古代自动化方面的辉煌成就：公元725年，一行、梁令瓒发明有自动报时机构的水运浑象，其中使用了一个天衡装置，是一个按被调量偏差调节的自动调节器；公元1086-1092年，苏颂和韩公廉建造具有“天衡”自动调节和自动报时机构的水运仪象台；公元l135年，宋代王普记述“莲华漏”上使用浮子—

8、阀门式机构自动调节漏壶的水位；公元1637年，明代的《天工开物》一书中记载有程序控制思想的提花织机结构图。§1.1自动控制的基本原理15飞球调节器世界上公认的第一个自动控制系统世界上公认的第一个自动控制系统18世纪，JamesWatt为控制蒸汽机速度设计的离心调节器，是自动控