控制概述论文

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1、控制概述摘要：综述了口动控制理论的发展情况，指出口动控制理论所经历的三个发展阶段，即经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。最后指出，各种控制理论的复合能够取长补短，是控制理论的发展方向。关键词：口动控制理论经典控制现代控制智能控制1、自动控制概述自动控制学科是近几十年来了发展起来的一门很重要的学科。它的发展很迅速，特别是计算机的快速发展，更加快了它的发展，尤其是工业自动化技术近年来的发展。自动化学科研究的范围也是很广泛的，对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极作用。自动控制(automatic

2、control)是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行，达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以冇效捉高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作，自动控制显得尤其重要。自动控制是相对人工控制概念而言的。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并人大提高控制效率。自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的口动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统

3、理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。基础的结论是由诺伯特•维纳，鲁道夫•卡尔曼提出的。2、自动控制原理课程的特点该课程主要是通过对控制理论基本知识的学习，培养学生对控制系统的分析设计能力、工程实践能力和创新能力，为后续如“计算机控制技术”、“控制系统仿真”等专业课程提供理论基础分析设计方法。其特点是理论性强，涉及多方面的数理知识，而且比较抽象，是一门具有一定深度和难度的课程。“口动控制原理”的内容专业性很强，以“高等数学”、“电路”、“信号与系统”等课程为先修课程，要求学生具有扎实的专业基础，较强的抽象

4、思维能力，学习难度较大。3、自动控制理论发展及内容3.1经典控制理论的发展及基本内容自动控制中一个最基本的概念是反馈，人类对反馈控制的应用可以追溯到很早的时期。但是，直到产业革命时期，英国人JamesWatt发明蒸汽机离心飞锤式调速器，解决了在负载变化条件下保持蒸汽机基木恒速的问题，自动控制才引起人们的重视。从那吋起的100多年以来，随着社会生产力的发展和需要，自动控制理论和技术也得到了不断的发展和提高。在20世纪30至40年代期间，Nyquist于1932年提出稳定性的频率判据，Bode于1940年在频率法屮引入对数坐标系并丁1945年

5、写了《网络分析和反馈放大器设计》一书，Harris于1942年引入传递函数概念，Evans于1948年提出根轨迹法，Wienner于1949年出版了《控制一关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一书。曲于他们卓越的工作，从而奠定了经典控制理论的基础。到20世纪50年代，经典控制理论已趋于成熟。经典控制理论主要用于解决反馈控制系统中控制器的分析与设计的问题。图1为反馈控制系统的简化原理框图。图1反馈控制系统的简化原理框图经典控制理论主要研究线性定常系统。所谓线性控制系统是指系统中各组成环节或元件的状态或特性可以用线性微分方程描述的控制系统。如

6、果描述该线性系统的微分方程的系数是常数，则称为线性定常系统。描述自动控制系统输入量、输出量和内部量之间关系的数学表达式称为系统的数学模型，它是分析和设计控制系统的基础。经典控制理论中广泛使用的频率法和根轨迹法，是建立在传递函数基础上的。线性定常系统的传递函数是在零初始条件下系统输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比，是描述系统的频域模型。传递函数只描述了系统的输入、输出关系，没有内部变量的表示。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具，木质上是频域方法，主要研究“单输入一单输出”线性定常控制系统的分析与设计，对线性定常系统已经形成

7、相当成熟的理论。典型的经典控制理论包括PID控制、Smith控制、解耦控制、Dalin控制、串级控制等。在经典口动控制理论中，首先建立系统的动态数学模型一一微分方程，然后求解方程便可得到系统的动态过程，其常用的求解方法就是拉普拉斯变换。传递函数是在应用拉普拉斯变换求解线性常系数微分方程中构造出來的，是一个派生的概念，但对控制理论而言是极为重要的概念.传递函数是系统的时域动态数学模型，而且是更具有实际意义的模型.在不需要求解微分方程的情况下，直接利用传递函数便可对系统的动态过程进行分析和研究•应该指出，传递函数是由于拉普拉斯变换导出的，而拉

8、普拉斯变换是一种线性积分运算，因此传递函数的概念只适用于线性定常系统.传递函数取决于系统内部的结构参数，它仅表明一个特定的输入、输岀关系.同一系统，取不同变量作输出，以给定值或不同位置的干扰为