哈工大控制原理专业课
哈工大自动控制原理课件-第一章
1.2自动控制系统的组成及原理
（4）反馈信号：是被控变量经由传感器等元 件变换并返回到输入端的信号，它要与输入信 号进行比较(相减)以便产生偏差信号，反馈信 号一般与被控变量成正比。 （5）扰动(信号)是加于系统上的不希望的外来 信号，它对被控变量产生不利影响，又称干扰 或“噪声”。
(6)反馈量（Feedback Variable）： 通过检测 元件将输出量转变成与给定信号性质相同且数 量级相同的信号。
1.1自动控制的基本概念
近年来由于计算机与信息技术的迅速发展，控 制工程无论从深度上还是从广度上都在向其他 学科不断延伸与扩展，逐渐发展到以控制论、 信息论、仿生学为基础，以智能机为核心的智 能控制阶段。
本课程重点讲述经典控制理论，即本书的 前6章。
1.2自动控制系统的组成及原理
1.2自动控制系统的组成及原理
作业10% 作业共计5次 试验10% 一到两次试验 大作业10% 两次 期末考试70%
第1章 自动控制系统概述
本章主要内容：
自动控制的概念 自动控制系统的组成 自动控制系统的分类 对自动控制系统的基本要求及典型输入信号 自动控制理论的发展史
1.1自动控制的基本概念
自动控制作为重要的技术手段，在工业、农业、 国防、科学技术领域得到了广泛的应用。 自动控制：是指在无人干预的情况下，利用控制 装置(或控制器)使被控对象(如机器设备或生产过 程)的一个或多个物理量(如电压、速度、流量、液 位等)在一定精度范围内自动地按照给定的规律变 化并达到要求的指标。 例如，电网电压和频率自动地维持不变；数控机 床按照预定的程序自动地切削工件；火炮根据雷 达传来的信号自动地跟踪目标；人造卫星按预定 的轨道运行并始终保持正确的姿态等。这些都是 自动控制的结果。自动控制系统性能的优劣， 将 直接影响到产品的产量、 质量、 成本、 劳动条件 和预期目标的完成。
哈工大控制科学与工程介绍
哈工大控制科学与工程介绍
哈尔滨工业大学控制科学与工程专业是一门综合性强的学科，主
要涉及控制理论和工程、计算机应用、电子技术等学科。
它主要以研
究控制系统的基本原理和工程应用为主要内容，涉及了从传感器到执
行机构的电子、机械和软件子系统，因此它既是电子信息、机械制造
和计算机科学等学科的综合体，也是工程技术与实践的重要基础。
控制科学与工程专业的课程主要包括数学、物理、电路基础、信
号与系统、微机原理与接口技术、数字信号处理、电子设计自动化、
计算机程序设计、控制理论及其应用等。
学生通过理论学习及工程实践，能够熟悉掌握电机控制、机器人控制、航空航天控制、自动化生
产控制等领域的知识和技术，能够从事控制系统设计、实施和维护等
工作。
此外，该专业要求学生具有较强的数学、物理基础和计算机技术，能够独立思考、分析问题和解决问题，具备创新的能力和综合运用工
程知识的能力，能够适应新技术和新工艺的变化，这些素质都是控制
科学与工程领域人才所需要的。
2020-2021哈尔滨工业大学控制工程专业810自动控制原理上岸经验
哈尔滨工程大学控制工程专业考研经验贴先做个自我介绍，黑龙江某双非院校信息工程学院控制工程专业，现为哈尔滨工程大学在读控制研究生。
下面是各个科目的考研经验分享。
专业课810自动控制原理的复习：控制工程专业属于自动化学院，考研专业课考的是810自动控制原理，专业课自控复习参考书《自动控制原理》刘胜编，哈尔滨工程大学出版社，第一轮专业课复习就是刘胜课本+刘胜课后习题答案，对于一些同学来说，看书就足矣，因为自控考试重点非常明显，不管是本科期末考试还是历年研究生入学真题，基本上每个章节一道大题，课本知识消化了课后习题一定要去做！结合刘胜的答案对比一下，还有觉得题目不够可以用《胡寿松自动控制原理题海》这本题海拿来练手，在解答题目的时候计算量比较大，所以草稿纸我们可以通过写一些步骤打下草稿，再写重要步骤就行，另外我再说下难点，根轨迹不难，按照步骤解题就没错，一道题15分左右，按步骤来也差不多了，线性系统串联并联校正及非线性系统都是难点，刘胜课本基础性比较好，要是还有时间也可以利用胡寿松的自控原理，稍加复习；最后11月份，和数学一样对错题进行回顾，再把历年真题反复去练考前每个礼拜都要像考场一样进行模拟考试，并且在脑袋里面想象下考试的真实感觉，要的就是那种feel！公共课数学的复习：数学是分阶段复习的，第一阶段是基础阶段，可以用李永乐的《复习全书》时间安排可以放在3-7月份，一般是上午俩小时，我们都知道打基础往往是痛苦的，这个阶段我主要是跟着老师的视频复习，做好基础笔记并且适当训练自己的解题能力，这一阶段不是特别建议去做课后习题，讲真，从开始复习到考研我一直都没做过课后习题，因为觉得课后习题难度的维数和考研不在一个层次就没放在心上了。
第二个阶段，7-9月份，这个时候又是怀疑自己能力和智力不行的时候，所以想和大家说两个字，坚持！我用的是《张宇真题大全解》，由于我第一个阶段复习得比较扎实，唯一的就是缺乏题库的训练，所以我特别建议大家对于真题的训练可以多来几遍，不仅仅是张宇的真题大全解，张宇的资料跳跃性有点大，不是特别注意细节，但真题大全解也是很nice的，分门别类，我们在复习的时候也可以一目了然。
哈工大控制科学与工程考研科目
1. 数学基础：包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等。
2. 工程数学：特别是与控制相关的数学方法，如优化方法、偏微分方程等。
3. 基础控制理论：这可能包括离散系统控制、连续系统控制、现代控制理论等。
4. 信号与系统：学习连续时间和离散时间信号处理，线性时不变系统的分析方法等。
5. 数字信号处理：了解数字信号处理的基本理论和方法，以及在控制系统中的应用。
6. 机器人技术：基础机器人学、机器人控制、传感器融合和机器人路径规划等。
7. 先进控制技术：如模糊控制、神经网络控制、自适应控制、预测控制等。
8. 仿真与实验：通过软件仿真和硬件实验了解控制策略的设计和验证方法。
9. 其他相关课程：可能还包括系统工程、人工智能、模式识别、自动化原理等。
哈工大专业课参考书目
何曼君等编
复旦大学出版社，2000年第2版.
824
复合材料学
《复合材料概论》
王荣国武卫莉谷万里主编，
哈尔滨工业大学出版社，2004年第3版
《高性能复合材料学》
郝元凯、肖加余编著，
化学工业出版社，2004年第1版
825
金属学与热处理
《金属学与热处理》
崔忠圻、刘北兴编
哈尔滨工业大学出版社，2004年修订版。
濮良贵
高等教育出版社
0872设计学（工业设计方向）
625
工业设计概论与设计史
工业设计学概论
柳冠中
黑龙江科学技术出版社1997版次1
工业设计史（修订版）
何人可
北京理工出版社2004版次2
838
人机工程与工业设计方法
人机工程学（第三版）
丁玉兰
北京理工出版社2006版次3
工业设计方法学
简召全
北京理工出版社2011版次1
高等教育出版社（第三版）
燃烧学
《燃烧理论与设备》
徐旭常
机械工业出版社
空气动力学）
《气体动力学基础》
潘锦珊
国防工业出版社
085212软件工程、0835软件工程
834
软件工程基础《C语Fra bibliotek程序设计》苏小红、王宇颖、孙志岗
高等教育出版社，2011年5月
《C语言大学实用教程》（第3版）
苏小红、孙志岗、陈惠鹏
电子工业出版社，2012年6月
哈尔滨工业大学理论力学教研室编
高等教育出版社
809
材料力学
新编材料力学（第2版）
张少实
机械工业出版社
材料力学（第三版上、下册）
哈工大自动控制原理课程设计
Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称：自动控制原理设计题目：控制系统的设计和仿真院系：航天学院控制科学与工程系班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2013.2.25---2013.3.10哈尔滨工业大学一、 设计题目与题目分析1. 设计题目1) 已知控制系统固有传递函数如下：G (s )=K s(0.003s +1)(s 2282.72+2×0.7s 282.7+1)(s 27962+2×0.0684s 796+1) 2) 系统性能指标要求：（1） 超调量σ≤20%；（2） 响应时间t s ≤0.15s ；（3） 稳态误差e ss ≤0.01mm ；（4） 最大速度ṙ=0.5m/min ；2. 题目分析根据系统固有传递函数和系统性能指标要求，确定设计思路如下：首先完成使对系统无静差度和放大倍数的设计，稳态误差满足性能指标要求；再根据Bode 图设计串联校正环节，限制系统的相角裕度和剪切频率，最终使系统对阶跃响应的超调量和调整时间符合性能指标要求。
二、 人工设计1. 稳态误差设计根据系统固有传递函数，系统的无静差度符合要求，且系统放大倍数应符合如下要求：0.560×1K≤0.01×10−3 得到：K ≥833.33在设计中，为方便计算并留有余量，取K =1000，并代入系统固有传递函数。
2. 串联校正环节设计绘制系统固有传递函数部分的Bode 图，见附录。
根据性能指标第12条中对超调量和响应时间的规定，根据经验公式：σp=0.16+0.4(1sinγ−1)t s=πc[2+1.5(1−1)+2.5(1−1)2]计算得到对系统相角裕度和剪切频率的要求：γ≥65.38°ωc≥45.55 rad/s根据系统固有传递函数，求出系统的相角裕度和剪切频率：γ=−80.6°ωc=393 rad/s由于固有相角裕度过小而剪切频率远远大于性能指标要求，可先选用串联迟后校正：G C1(s)=τs+1βτs+1β>1取相角裕度γ=70°，根据原有Bode图计算得到β=23.7，并选取τ=0.24，T=5.67，由此确定串联迟后校正环节为：G C1(s)=0.24s+1加入迟后校正后，再绘制Bode图（见附录），得到：γ=64.9°ωc=42.3 rad/s此时，剪切频率和相角裕度都比要求之偏小，应用串联超前校正：G C2(s)=τs+1ατs+1α<1取ϕm=10°，根据Bode图得到 α=0.7，τ=0.024，T=0.0166，，由此确定串联超前校正环节为：G C2(s)=0.024s+1 0.0166s+1加入串联迟后—超前校正后得到系统新的Bode图（见附录），并根据Bode 图，得到控制系统新的相角裕度和剪切频率为；γ=72.3°ωc=50.8 rad/s知系统已经符合性能指标要求，并进行验算得到系统地超调量和响应时间为：σ=17.99%t s=0.1287s经过验算，知控制系统经过串联迟后—超前校正后，已经符合性能指标要求。
哈工大自动控制原理课件
本课程提供全面的自动控制原理知识，包括基础概念、系统建模与分析、控 制器设计与实现和系统性能评估等内容。通过探索实践和应用，让学生掌握 知识和技能。
课程介绍
课程目标
了解自动控制原理的基本概念和原理。
重点内容
学习系统建模、控制器设计和系统性能评估的关键要点。
教学方法
采用授课讲解、课堂互动和实验案例分析等多种教学方法。
课程大纲
1. 基础概念 2. 系统建模与分析 3. 控制器设计与实现 4. 系统性能评估
课程资源
教材与参考书
提供课程所需教材和参考书籍。
课程作业和实验
布置具有挑战性的作业和实验项 目。
课程网站和论坛
为学生提供在线学习资源和与同 学交流的平台。
学习成果
知识与技能
通过学习，学生将获得扎实的自动控制原理知识和应用技能。
实践与应用
学生可以将所学知识应用于实际问题的解决和控制系统的设计。
教学方法
1 授课讲解
通过讲解基本概念和原理 验和案例分析
在课堂上进行问答和讨论， 加强学生参与和思考。
通过实验和案例分析加深 学生对知识的理解和应用 能力。
学习策略
1 预习与复习
在课程之前预习和课程之后复习，巩固所学知识。
自动控制原理课程设计(哈工大)
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：自动控制原理课程设计设计题目：高精度五轴转台方位系统设计与仿真院系：航天学院班级：1104201设计者：学号：指导教师：李志诚由嘉设计时间：2014年2月哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书目录1、题目要求与分析 (5)1.1题目要求 (5)1.2 题目分析 (5)2、人工设计 (6)2.1 校正方法的选择 (6)2.2 串联迟后校正 (7)2.2.1 串联迟后校正计算 (7)2.2.2 验算 (8)2.3 局部反馈校正 (9)2.3.1 局部反馈校正计算 (9)2.3.2 验算 (11)2.4 校正结果的检验及修正 (11)3、计算机辅助设计 (12)3.1 校正前的开环simulink模型图 (12)3.2 校正前的开环Bode图 (13)3.3 校正后的开环simulink模型图 (14)3.4 校正后的开环Bode图 (14)3.5 校正后的闭环simulink模型图 (15)3.6 校正后的闭环单位阶跃响应仿真曲线 (15)3.7 校正后的闭环正弦响应仿真曲线 (16)4、校正装置电路图 (17)4.1 串联装置原理图 (18)4.2 串联迟后校正环节装置电路 (18)4.2 局部反馈校正环节装置电路 (18)5、设计总结 (19)6、心得体会 (20)1、题目要求与分析 1.1题目要求（1）、对于高精度五轴仿真转台方位系统，已知其固有传递函数为)18.5325.26491(87.95)()(2++=ss s s I s Q（2）、性能指标要求：a. 最大角速度s /500；b. 最大角加速度s /3500；c. 动态误差小于5角秒；d. 剪切频率高于50 1/s ；e. 相角裕度大于45度1.2 题目分析根据题目所给原系统传递函数如下：)18.5325.26491(87.95)()(2++=ss s s I s Q可画出原控制系统的方框图如下令=)(s G 1)18.5325.26491(87.95)()(2=++=s s s s I s Q可求得s rad c /190=ω 代入G(s)得0225)(-=∠c j G ω 045-=γ校正前的Bode 图如附录一所示。