自动控制原理课程总结1
自动控制原理总结归纳报告
9.预测控制(Predictive Control)
预测控制是在工业实践过程中独立发展起来的一种新型控制方法,它不仅适用于工业过程这种“慢过程”的控制,也能适用于快速跟踪的伺服系统这种“快过程”控制。目前实用的预测控制方法有动态矩阵控制(DMC),模型算法控制(MAC),广义预测控制(GPC),模型预测启发控制(MPHC)以及预测函数控制(PFC)等。这
系统分析方法是控制系统综合设计的基础这部分的内容主要包括时域分析法、根轨迹法、频域响应法是控制理论的重点。在控制系统中稳定性、快速性和准确性是对控制系统的基本要求也是衡量系统性能的重要指标控制系统不同的分析问题方法都是紧紧围绕这三个方面展开的。只要抓住这个特点就抓住了系统分析的关键有助于加深对不同方法的理解。例如以我军某军舰上的雷达定位系统为例假设给定目标信号要求设计控制器使系统在给定输入下跟踪指定目标最小且抗干扰性最好。这些生动的工程实例大大激发了我的兴趣使我感受到了控制理论的魅力深刻理解了
既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理过于集中带来的危险,而且还有大规模数据采集、处理的功能以及较强的数据通信能力。
分布式控制系统既有计算机控制系统控制算法灵活,精度高的优点,又有仪表控制系统安全可靠,维护方便的优点。它的主要特点是:真正实现了分散控制;具有高度的灵活性和可扩展性;较强的数据通信能力;友好而丰富的人机联系以及极高的可靠性。
关键字：控制 方法 发展
正文:
一、自动控制理论的分析方法：（1）时域分析法；（2）频率法；（3）根轨迹法；（4）状态空间方法；（5）离散系统分析方法；（6）非线性分析方法
完整版)自动控制原理知识点汇总
完整版)自动控制原理知识点汇总自动控制原理总结第一章绪论在自动控制中，被控对象是要求实现自动控制的机器、设备或生产过程，而被控量则是表征被控对象工作状态的物理参量或状态参量，如转速、压力、温度、电压、位移等。
控制器是由控制元件组成的调节器或控制装置，它接受指令信号，并输出控制作用信号于被控对象。
给定值或指令信号r(t)是要求控制系统按一定规律变化的信号，是系统的输入信号。
干扰信号n(t)又称扰动值，是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。
反馈信号b(t)是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。
偏差信号e(t)是指给定值与被控量的差值，或指令信号与反馈信号的差值。
闭环控制的主要优点是控制精度高，抗干扰能力强。
但是使用的元件多，线路复杂，系统的分析和设计都比较麻烦。
对控制系统的性能要求包括稳定性、快速性和准确性。
稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能，而准确性则是衡量系统稳态精度的指标，反映了动态过程后期的性能。
第二章控制系统的数学模型拉氏变换是一种将时间域函数转换为复频域函数的数学工具。
单位阶跃函数1(t)、单位斜坡函数、等加速函数、指数函数e-at、正弦函数sinωt、余弦函数cosωt和单位脉冲函数(δ函数)都有其典型的拉氏变换。
拉氏变换的基本法则包括线性法则、微分法则、积分法则、终值定理和位移定理。
传递函数是线性定常系统在零初始条件下，输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比，称为系统或元部件的传递函数。
动态结构图及其等效变换包括串联变换法则、并联变换法则、反馈变换法则、比较点前移“加倒数”和比较点后移“加本身”，以及引出点前移“加本身”和引出点后移“加倒数”。
梅森公式是一种求解传递函数的方法，典型环节的传递函数包括比例(放大)环节、积分环节、惯性环节、一阶微分环节、振荡环节和二阶微分环节。
第三章时域分析法时域分析法是一种分析控制系统时域特性的方法。
其中，时域响应包括零状态响应和零输入响应。
自动控制原理知识点总结(通用4篇)
自动控制原理知识点总结第1篇频率特性分为两种，分别是A(ω) 幅频特性和 φ(ω) 相频特性。
对于一个一阶线性定常系统对正弦输入信号 Asinωt 的稳态输出 Ysin(ωt +ψ) ，仍是一个正弦信号，其特点：①频率与输入信号相同；②振幅 Y为输入振幅A的 |G(jω)| 倍；③相移为 ψ = ∠G(jω)。
振幅 Y 和相移 ψ都是输入信号频率 ω 的函数，对于确定的 ω 值来说，振幅Y和相移 ψ 都将是常量。
|G(jω)| = Y / A 正弦输出对正弦输入的幅值比—幅频特性∠G(jω) = ψ正弦输出对正弦输入的相移—相频特性理论上可将频率特性的概念推广的不稳定系统，但是，系统不稳定时，瞬态分量不可能消失，它和稳态分量始终同时存在，所以，不稳定系统的频率特性是观察不到的。
（1）幅相曲线：对于一个确定的频率，必有一个幅频特性的幅值和一个幅频特性的相角与之对应，幅值与相角在复平面上代表一个向量。
当频率ω从零变化到无穷时，相应向量的矢端就描绘出一条曲线。
这条曲线就是幅相频率特性曲线，简称幅相曲线。
（2）幅频特性曲线：对数幅频特性曲线又称为伯德图（曲线）。
对数频率特性曲线的横坐标是频率 ω ，并按对数分度，单位是[rad/s] .对数幅频曲线的纵坐标表示对数幅频特性的函数值，线性分度，单位是[dB]，此坐标系称为半对数坐标系。
对数相频特性曲线的纵坐标表示相频特性的函数值，线性分度 , 单位是 (0) 或（弧度），频率特性G(jω) 的对数幅频特性定义如下 L（ω） = 20lg |G(jω)| 对数分度优点：扩大频带、化幅值乘除为加减、易作近似幅频特性曲线图。
（3）对数幅相曲线（又称尼柯尔斯曲线）：其特点是纵、横坐标都线性分度，对数幅相图的横坐标表示对数相频特性的相角，纵坐标表示对数幅频特性的幅值的分贝数。
自动控制原理知识点总结第2篇一阶系统的数学模型（1）单位阶跃响应——输入 r(t) = 1(t)，输出 h(t) = 1 - e-t/T， t >0 特点：●可以用时间常数去度量系统的输出量的数值。
自动控制原理知识点总结1~3章
自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2、被控制量：在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。
3、控制量：作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。
4、扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。
5、反馈：通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。
反送到输入端的信号称为反馈信号。
6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。
7、负反馈控制原理：检测偏差用以消除偏差。
将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。
然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。
8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。
9、开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。
10、闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。
主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。
11、控制系统的性能指标主要表现在：（1）、稳定性：系统的工作基础。
（2）、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。
（3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。
12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。
第二章1、控制系统的数学模型有：微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。
2、传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。
对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。
4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。
自动控制原理总结
⾃动控制原理总结⾃动控制原理1. ⾃动控制的⼀般概念反馈系统的基本组成测量元件给定元件⽐较元件放⼤元件执⾏元件校正元件⾃动控制系统的基本控制⽅式反馈控制⽅式⽆论什么原因使被控量偏离期望值⽽出现偏差时，必定会产⽣⼀个相应的控制作⽤去降低或消除这个偏差。
开环控制⽅式特点是控制装置与被控对象之间只有顺向作⽤⽽没有反向联系，系统的输出量不会对系统的控制作⽤产⽣影响。
⾃动控制系统的分类线性连续控制系统线性定常离散控制系统⾮线性控制系统系统只要有⼀个元部件的输⼊-输出特性是⾮线性的，这类系统就称之为⾮线性控制系统。
对⾃动控制系统的基本要求稳定性我们先讨论为什么控制系统会不稳定。
由于⼀般的控制系统都含有⼀个储能元件或者惯性元件，这类元件的能量不可能发⽣突变。
因此从被控量偏离期望值，到控制量做出反应，需要⼀定的延缓时间，这个过程称为过渡过程。
当控制量已经回到期望值⽽使偏差为零时，执⾏机构本应⽴刻停⽌，但是由于过渡过程的存在，使得控制量反⽽向反向变化，如此反复进⾏，使得被控量在期望值附近来回摆动，这个过程呈现振荡形式。
如果这个振荡是逐渐减弱的，即控制量最终会回到期望值，我们称这个系统是稳定的；如果振荡逐渐增强，我们称这个系统是不稳定的。
快速性前⾯提到，虽然稳定系统最终会回到稳定状态，但是这个回到稳定状态的快慢对于⼀些系统来说是⾮常关键的。
⼀般从控制开始，到系统的输出量在期望值的⼀定误差范围内来回摆动的时间，我们称之为调节时间。
这个时间⼀般可以⽤来反映系统调节的快慢。
⽽在调节过程，⼀般振荡都会有个最⼤振幅，最⼤振幅⼀般也对于⼀些系统来说也⾮常重要，我们⽤来这个最⼤振幅与期望值的差与期望值的⽐值来反映系统的这个性质，称之为超调量。
准确性尽管前⾯我们提到稳定系统最终会趋于稳定，但是是在期望值的允许误差范围内，即使在很⼤的时间长度上，最终输出量也难以与期望值完全⼀致。
我们将⽆穷的时间尺度下，最终输出量与期望值之差成为稳态误差，稳态误差为⽆穷⼤的系统说明不稳定。
自动控制原理《自动控制原理》学习心得（通用10篇）
自动控制原理《自动控制原理》学习心得自动控制原理《自动控制原理》学习心得（通用10篇）当我们经过反思，对生活有了新的看法时，常常可以将它们写成一篇心得体会，这样能够培养人思考的习惯。
那么问题来了，应该如何写心得体会呢？下面是小编帮大家整理的自动控制原理《自动控制原理》学习心得，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
自动控制原理《自动控制原理》学习心得篇1《自动控制原理》包括经典控制和现代控制两个部分，其主要研究的内容识时域分析、频域分析以及状态空间表达，涉及的内容很多，要想研究生入学考试取得一个很好的成绩，我认为在平常的自控学习中应该注意以下问题。
1、弄清自动控制理论课程的特点和难点自动控制理论的两门课程都是来源于控制实践的理论课程,具有以下三个特点:概念抽象;与数学联系紧密;实践性强。
不论是“自动控制原理”还是其后续课程“现代控制理论”,教材里面的许多概念和术语都定义得非常抽象,常常让我们感觉一头雾水,理解起来比较困难。
概念的抽象性成了学习道路上的第一个拦路虎。
此外,该课程在学习过程中涉及到对多门数学知识的运用,如“高等数学”、“积分变换”、“复变函数”、“线性代数”等等。
对数学知识的掌握和灵活运用是我们学习的第二道难关。
第三个难点是理论与实践容易脱节,很多学生往往注重理论学习而轻视实践结果往往只会“纸上谈兵”而短缺工程实践能力。
因此,我们要在教师引导和帮助下顺利入门,掌握课程的精髓和要点,并且能够“由厚及薄”,达到对课程整体的把握,具有一定的工程概念和实践能力。
2、弄清课程教学中应当注意的一些问题2.1以数学模型为基础,以系统分析为主线自动控制理论的主要内容是系统分析。
按照一般高校的教学大纲,不论是“自动控制原理”还是“现代控制理论”课程,数学模型和系统分析的内容都占到整个课程内容的80%左右,其中系统分析大约占60%。
可见,我们应当遵循系统分析这条主线,通过一定的实例分析和各种各样的系统训练,重点培养我们的系统分析能力。
自动控制原理总总结
自动控制原理总总结集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#《自动控制原理》总复习1. 2. 3. 4. 5. 对自动控制系统的基本要求：稳、快、准。
6. 典型输入信号：脉冲、阶跃、斜坡、抛物线、正弦。
二、基本要求1. 对反馈控制系统的基本控制和方法有一个全面的、整体的了解。
2. 掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成、分类，理解对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。
3. 了解控制系统的典型输入信号。
4. 掌握由系统工作原理图画方框图的方法。
三、内容结构图1（1（32（1）结构图及其等效变换，梅逊公式的应用；（2）信号流图及梅逊公式的应用。
二、基本要求1、正确理解数学模型的特点，对系统的相似性、简化性、动态模型、静态模型、输入变量、输出变量、中间变量等概念，要准确掌握。
2、了解动态微分方程建立的一般方法及小偏差线性化的方法。
3、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法，并对解的结构、运动模态与特征根的关系、零输入响应、零状态响应等概念有清楚的理解。
4、正确理解传递函数的定义、性质和意义。
熟练掌握由传递函数派生出来的系统开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数、典型环节传递函数等概念。
（＃）5、掌握系统结构图和信号流图两种数学模型的定义和绘制方法，熟练掌握控制系统的结构图及结构图的简化，并能用梅逊公式求系统传递函数。
（＃＃）6、传递函数的求取方法：1）直接法：由微分方程直接得到。
2）复阻抗法：只适用于电网络。
3）结构图及其等效变换，用梅逊公式。
4）信号流图用梅逊公式。
4.一般了解高阶系统的暂态响应，掌握闭环主导极点的概念。
5.了解稳定性的概念，掌握线性定常系统稳定的充要条件（＃）。
6.重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用（＃）（＃），对Hurwitz判据有一般了解。
能根据系统要求确定满足稳定的系统参数范围（＃）（＃）。
7.了解稳态误差的概念、定义、产生原因、类型。
自动控制原理知识点总结
自动控制原理知识点总结一、自动控制系统的基本概念自动控制，简单来说，就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象按照预定的规律运行。
一个典型的自动控制系统通常由控制对象、控制器、测量元件和执行机构等部分组成。
控制对象就是我们要控制的那个东西，比如一个电机、一个温度场或者一个生产过程。
控制器则是根据输入的偏差信号，按照一定的控制规律产生控制作用，去驱动执行机构。
测量元件负责测量被控量，并将其转化为电信号反馈给控制器。
执行机构接受控制器的控制信号，对控制对象施加作用。
自动控制系统按照有无反馈可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统的输出量对系统的控制作用没有影响，结构相对简单，但控制精度较低。
闭环控制系统则将输出量反馈回来与给定值进行比较，形成偏差，然后根据偏差来调整控制作用，因此控制精度高，但系统相对复杂，可能会出现稳定性问题。
二、控制系统的数学模型要对一个控制系统进行分析和设计，首先要建立它的数学模型。
数学模型就是用数学语言来描述系统的输入、输出和内部状态之间的关系。
常见的数学模型有微分方程、传递函数和状态空间表达式。
微分方程是最基本的描述形式，但求解比较复杂。
传递函数则是在零初始条件下，输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。
它可以方便地分析系统的频率特性和稳定性。
状态空间表达式则能更全面地描述系统的内部状态和动态特性。
建立数学模型的方法有分析法和实验法。
分析法是根据系统的物理规律和结构，推导出数学方程。
实验法则是通过对系统施加输入信号，测量输出响应，然后用系统辨识的方法得到数学模型。
三、控制系统的时域分析时域分析是直接在时间域上研究系统的性能。
主要的性能指标有稳态误差、上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。
稳态误差反映了系统的准确性，它与系统的类型和输入信号的形式有关。
对于单位阶跃输入， 0 型系统有稳态误差，1 型及以上系统稳态误差为零。
上升时间、峰值时间和调节时间反映了系统的快速性。
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HEFEI UNIVERSITY
自动控制原理课程总结
系别电子信息与电气工程系
专业自动化
班级 09自动化（1）班
姓名
完成时间 2011.12.29
自动控制原理课程总结
前言
自动控制技术已广泛应用于制造、农业、交通、航空及航天等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富了人民的生活水平。
在今天的社会中，自动化装置无所不在，为人类文明进步做出了重要贡献。
本学期我们开了自动控制原理这门专业课，下面主要介绍下我对这门课前五章的认识和总结。
一、控制系统的数学模型
1.传递函数的定义：
在线性定常系统中，当初是条件为零时，系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。
（1）零极点表达式：
（2）时间常数表达式：
2.信号流图
（1）信号流图的组成
节点：用来表示变量或信号的点，用符号“○”表示。
支路：连接两节点的定向线段，用符号“→”表示。
（2）信号流图与结构图的关系
3.梅逊公式
其中：Δ=1-La+LbLc-LdLeLf+...成为特征试。
Pi：从输入端到输出端第k条前向通路的总传递函数
Δi：在Δ中，将与第i条前向通路相接触的回路所在项除去后所余下的部分，称为余子式。
La：所有单回路的“回路传递函数”之和
LbLc：两两不接触回路，其“回路传递函数”乘积之和
LdLeL：所有三个互不接触回路，其“回路传递函数”乘积之和“回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数只积并且包含表示反馈极性的正负号。
二、线性系统的时域分
1.ζ、ωn坐标轴上表示如下：
（1）闭环主导
极点：
当一个极点距离虚轴较近，且周围没有其他闭环极点和零点，并且该极点的实部的绝对值应比其他极点的实部绝对值小5倍以上。
（2）对于任何线性定常连续控制系统由如下的关系：
①系统的输入信号导数的响应等于系统对该输入信号响应的导数；
②系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分，积分常数由初始条件确定。
2.劳斯判据：
设系统特征方程为 :
劳斯判据指出：系统稳定的充要条件是劳斯表中第一列系数都大于零，否则系统不稳定，而且第一列系数符号改变的次数就是系统特征方程中正实部根的个数。
劳斯判据特殊情况的处理
⑴某行第一列元素为零而该行元素不全为零时——用一个很小的正数ε代替第一列的零元素参与计算，表格计算完成后再令ε→0。
⑵某行元素全部为零时—利用上一行元素构成辅助方程，对辅助方程求导得到新的方程，用新方程的系数代替该行的零元素继续计算。
3.稳态误差
(1)定义：
(2)各种误差系数的定义公式
三、根轨迹
1.根轨迹的基本概念
根轨迹是当开环系统某一参数（如根轨迹增益K*）从零变化到无穷时，闭环特征方程的根在s平面上移动的轨迹。
2.绘制根轨迹的基本法则
法则1 根轨迹的起点和终点：根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点;
法则2 根轨迹的分支数：根轨迹的分支数与开环零点数n、开环极点数m中的大者相等，根轨迹连续并且对称于实轴。
法则3 实轴上的根轨迹：从实轴上最右端的开环零、极点算起，奇数开环零极点到偶数开环零极点之间的区域必是根轨迹。
法则4根轨迹的渐近线：当系统开环极点个数n大于开环零点个数m
时，有条根轨迹分支沿着与实轴夹角为ϕa、交点为σa的一组渐近线趋向于无穷远处，且
法则5 根轨迹的分离点：两条或两条以上根轨迹分支在s平面上相遇又分离的点，称为根轨迹的分离点。
法则6 根轨迹与虚轴的交点：若根轨迹与虚轴相交，意味着闭环特征方程出现纯虚根。
方法一、故可在闭环特征方程中令s=jω，然后分别令方程的实部和虚部均为零，从中求得交点的坐标值及其相应的K*值。
方法二、用劳斯稳定判据求根轨迹与虚轴的交点，即劳斯判据中的第二种特殊情况（某一行为零，构造辅助方程）
3.开环零极点的分布对系统性能的影响
增加一个开环零点使系统的根轨迹向左偏移，提高了系统的稳定性，有利于改善系统的动态性能。
开环负实零点离虚轴越近，这种作用越大。
增加一个开环零点使系统的根轨迹向右偏移，降低了系统的稳定性，有损于系统的动态性能。
开环负实零点离虚轴越近，这种作用越大。
四、线性系统的频域分析法
1.频率特性的图形表示方法
（1）幅相频率特性曲线
幅相频率特性曲线又称奈奎斯特(Nyquist)曲线，在复平面上以极坐标的形式表示。
设系统的频率特性为
对于某个特定频率ωi下的G（jωi），可以在复平面用一个向量表示，向量的长度为A（ωi）相角为ϕ（ωi）21。
当ω=0→∞变化时，向量G（jωi）的端点在复平面G上描绘出来的轨迹就是幅相频率特性曲线。
通常把ω作为参变量标在曲线相应点的旁边，并用箭头表示ω增大时特性曲线的走向。
（2）对数频率特性曲线
对数频率特性曲线又叫伯德(Bode)曲线。
它由对数幅频特性和对数相频特性两条曲线所组成，是频率法中应用最广泛的一组图线。
伯德图是在半对数坐标纸上绘制出来的。
横坐标采用对数刻度，纵坐标采用线性的均匀刻度。
对数幅频特性为：
单位是dB(分贝)。
2.奈奎斯特稳定判据
在奈氏图中，如果开环幅相曲线在点（-1,j0）以左穿过负实轴，称为“穿越”。
若沿ω增加方向，曲线自上而下（相位增加）穿过（-1,j0）点以左的负实轴，则称为正穿越；反之曲线自下而上（相
位减小）穿过（-1,j0）点以左的负实轴，则称为负穿越。
如果沿ω增加方向，幅相曲线自点（-1,j0）以左负实轴开始向下或向上，则分别称为半次正穿越或半次负穿越.
R=N+-N-
式中N+是正穿越次数，N-是负穿越次数
Z=P-2R
其中，Z为闭环系统特征方程是在Ｓ有半平面根的个数；为开环系统特征方程在Ｓ有半平面根的个数；R为开环频率特性的轨迹在复平面上逆时针包围（-1,j0）的圈数。
2.稳定裕度
(1)相角裕度
相角裕度是指幅相频率特性G（jω）的幅值A(ω)=丨G（jω）丨=1时的向量与负实轴的夹角，常用希腊字母γ表示。
(2)幅值裕度
G（jω）曲线与负实轴交点处的频率ωg称为相角交界频率，此时幅相特性曲线的幅值为A（ωg）。
五、总结
通过这个学期对这门课程的学习和实验室的动手操作，使我了解了自控的相关原理和知识，为以后更进一步的学习自动化打下良好的基础。