自动控制原理

《自动控制原理》

自动控制原理是自动化领域研究自动控制共同规律的一门课程，即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（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。自动控制原理是自动化专业课程，也是学习自动化控制的基础学科。它涉及自动控制系统的基本概念、数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频率特性法、离散系统分析、非线性系统分析和自动控制理论综合等内容。通过学习自动控制原理，可以了解自动控制系统的基本原理和设计方法，掌握自动控制系统的分析和综合方法，培养解决实际自动控制问题的能力。在学习自动控制原理时，需要强化数学能力，理解微积分、线性代数、微分方程等数学概念，并掌握控制系统的基本概念，如系统模型建立、系统稳定性分析、控制器设计等。此外，还需要了解不同类型的控制方法，如比例-积分-微分（PID）控制器等。自动控制原理在工业自动化、航空航天、交通运输、农业自动化等领域都有广泛的应用。例如，在工业自动化领域，自动控制原理被用于设计生产线上的自动控制系统，实现生产流程的自动化和智能化；在航空航天领域，自动控制原理被用于设计飞行控制系统，确保飞行器的稳定和安全飞行。

现根据个人理解和网络搜集对部分自控概念总结如下：

1、自动控制，在无人直接参与的情况下，利用控制装置，使被控对象(工作机械或生产过程）的被控量（某个物理量）按给定量（预定的规律）运行。

2、将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。——闭环控制系统的核心

3、拉氏变换的定义；拉普拉斯变换是工程数学中常用的一种积分变换，又名拉氏转换。拉氏变换是一个线性变换，可将一个参数为实数t的函数转换为一个参数为复数s的函数。

4、传递函数；在零初始条件下，线性定常系统输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比。

5、时域分析；对系统外施一给定输入信号，通过研究系统的时间响应来评价系统的性能，这就是控制系统的时域分析。

通常采用单位阶跃响应表征一个系统的动态性能

6、稳定性的概念：在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，如果扰动消除后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的平衡状态，则系统是稳定的；否则，系统不稳定。

7、系统稳定的充要条件：系统的所有闭环极点均具有负的实部，或所有闭环极点均严格位于左半S平面。

8、劳斯判据；劳斯表中第一列元素均大于零时系统稳定，否则系统不稳定。且第一列元素符号改变的次数等于特征方程中正实部根的个数。

9、线性系统的稳态误差的基本概念：在稳态条件下（即对于稳定系统）输入加入后经过足够长的时间，其动态响应已经衰减到微不足道时，稳态响应的期望值与实际值之间的误差。

10、频域分析法：在正弦输入信号的作用下，系统输出的稳态分量称为频率响应。系统频率响应与正弦输入信号之间的关系称为频率特性。

11、频率响应：线性系统稳态正弦响应的幅值、相角随输入频率变化的规律性

12、应用频率特性研究线性系统的方法称为频域分析法。

13、按前馈补偿的复合控制方案可以有效提高系统的稳态精度

14、三大控制方式，开环控制，闭环控制，复合控制

15、Ess与系统的自身结构参数有关，与外作用的类型有关