自控原理
自控原理知识点整理
自控原理知识点整理自控原理是一种用于管理个人行为的方法，旨在帮助人们通过自我约束和自我管理来实现目标和改变自己。
本文将介绍自控原理的一些关键概念、技巧和工具，以帮助你更好地应用自控原理来管理自己的行为。
1. 自控原理的概念自控原理是通过自我约束，运用意志力自我管理的一种方法。
这种方法可以帮助你克服心理和物质上的挑战，实现个人目标和改变自己的行为。
自控原理认为，人们能够通过自我控制和管理抵制短期诱惑，实现自己的长期目标和愿望。
这一方法可以帮助你在诸多方面做出艰难的决定、改变长期不良习惯，并改善个人生活品质。
2. 自控原理的技巧和工具（1）设定目标要明确目标的明确程度影响着你是否能够坚持下去。
应设立一个具体、可量化的目标，尽可能规定大、小目标之间的时间限制。
（2）掉头思考在决定做某事之前，要考虑一下后果和利益。
这种掉头思考可以帮助你远离即时的欢愉，保持心智清醒，更好地抵制诱惑。
（3）监控自己的行动和反思要时刻注意自己的行为，以确保你始终沿着目标方向前进。
抽出一些时间反思自己的表现，找出行为上的一些问题和欠缺，并设法解决。
(4) 建立压力差机制为让自己更好地控制诱惑，你需要在心理上建立一种压力差机制。
例如，你可以告诉朋友你的目标，这样如果你失败了就会让他们失望。
通过建立压力差机制，你可以在某种程度上让自己需要遵循自己的目标。
（5）给自己一个奖励当你完成了一个艰巨的任务时，一件神秘的特殊待遇将会激励你坚持下去。
给自己一个小小的奖励，可以帮助你保持积极的态度，推动自己迎接下一个挑战。
3. 自控原理的重要性自控原理在个人成长和发展中扮演着至关重要的角色。
成功的个人应该具备自主思考的能力、自我管理的技能、以及控制自己的情绪和行为的能力。
自控原理不仅可以帮助我们解决生活中的日常问题，还可以帮助我们实现长远的个人生涯和人生目标。
总体说来，自控原理可以使人们更好地应对生活中的困难和挑战。
希望本文介绍的相关概念、技巧和工具能够帮助您更好地应用自控原理来管理自己的行为，并取得成功。
自控原理实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 掌握典型环节的数学模型及其在控制系统中的应用。
3. 熟悉控制系统的时间响应和频率响应分析方法。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理自动控制原理是研究控制系统动态性能和稳定性的一门学科。
本实验主要涉及以下几个方面：1. 典型环节：比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节等。
2. 控制系统：开环控制系统和闭环控制系统。
3. 时间响应：阶跃响应、斜坡响应、正弦响应等。
4. 频率响应：幅频特性、相频特性等。
三、实验内容1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节- 积分环节- 比例积分环节- 比例微分环节- 比例积分微分环节2. 典型环节的频率响应- 幅频特性- 相频特性3. 二阶系统的阶跃响应- 上升时间- 调节时间- 超调量- 峰值时间4. 线性系统的稳态误差分析- 偶然误差- 稳态误差四、实验步骤1. 典型环节的阶跃响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用示波器观察并记录各个环节的阶跃响应曲线。
- 分析并比较各个环节的阶跃响应曲线，得出结论。
2. 典型环节的频率响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用频率响应分析仪测量各个环节的幅频特性和相频特性。
- 分析并比较各个环节的频率响应特性，得出结论。
3. 二阶系统的阶跃响应- 搭建二阶系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录二阶系统的阶跃响应曲线。
- 计算并分析二阶系统的上升时间、调节时间、超调量、峰值时间等性能指标。
4. 线性系统的稳态误差分析- 搭建线性系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录系统的稳态响应曲线。
- 计算并分析系统的稳态误差。
五、实验数据记录与分析1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节：K=1，阶跃响应曲线如图1所示。
- 积分环节：K=1，阶跃响应曲线如图2所示。
自动控制原理概述
自自自动动动控控制制原给得理定特值得征主:要任务:
被控量
控制分通析过和对设各计类自机控动器制器控、制各系种受统物控对得理象性参能量。、工
自业动示生图控下意产制面过系通程统过等得一得基些控本实制概例直念来接检说造测明福元自于件 动社控会制。和
第一节 自动控制与自动控制系统
例 水温人工控制系统 系工统作得过构程成: : 受控手蒸对动汽象调通:水箱 节被过阀控热门制传得导量开器:水温 度件,把从热而阀量调门传节 蒸递热汽给传得水导流,水器量得件, 来温控度显制与示水蒸仪得汽表 温得蒸度流汽、量成排正水 比冷、水但人工热难水以实现稳定得高质量控制、
第二节 自动控制系统得分类
三、连续系统和离散系统
连续系统:
系统中各部分得信号都就是时间得连 续函数即模拟量。
离散系统: 系统中有一处或多处信号为时间得离 散函数,如脉冲或数码信号。 若系统中既有模拟量也有离散信号, 则又可称之为采样系统。
第二节 自动控制系统得分类
四、恒值系统、随动系统和 程序控制系统
前馈补偿控制
前馈通道
主通道
给定值 _ 控制器
被控 制量
受控对象
检测元件
反馈控制
第一节 自动控制与自动控制系统
(b) 按扰动前馈补偿得复合控制
前馈补偿控制
扰动
主通道
前馈通道
被控
制量
给定值 _ 控制器
受控对象
检测元件
反馈控制
第一章 概 述
第二节 自动控制系统得分类
自动控制系统得分类方法较多,常见 得有以下几种
自动控制原理概述
第一章 概述
第一节 自动控制与自动控制系统
一、自动控制得基本概念 二、控制系统得基本构成
自控原理在实际中的应用
自控原理在实际中的应用1. 简介自控原理是工程领域中的一门学科，它研究如何通过各种反馈机制来实现对某个系统或过程的控制。
在实际中，自控原理被广泛应用于各个领域，包括工业生产、能源管理、环境监测、交通控制等等。
2. 工业生产在工业生产中，自控原理的应用尤为重要。
通过自控原理，可以实现对工业生产过程中的参数、质量等进行精确控制，提高生产效率和产品质量。
具体应用包括：•温度控制：自控原理中的温度控制系统可以通过传感器感知环境温度，并通过控制器对加热元件进行控制，使温度保持在设定范围内。
•压力控制：自控原理中的压力控制系统可以实时监测管道或容器中的压力，并通过执行器对阀门或泵进行控制，以保持压力稳定。
•流量控制：自控原理中的流量控制系统可以通过传感器感知流体的流量，并通过执行器对阀门或泵进行控制，以保持流量在设定范围内。
3. 能源管理自控原理在能源管理中也发挥着关键的作用。
通过自控原理，可以实现对能源的有效利用和节约。
具体应用包括：•照明系统：自控原理中的照明控制系统可以根据光线感应或时间设定，自动调节照明灯的亮度和开关，以达到节能的目的。
•空调系统：自控原理中的空调控制系统可以通过感应室内外温度和湿度，并通过执行器对空调设备进行控制，以使室内温度和湿度保持在设定值。
•电力系统：自控原理可以在电力系统中实现对电能的分配和调节，以确保电力供应的稳定和高效。
4. 环境监测自控原理在环境监测中也起到重要的作用。
通过自控原理，可以实时监测环境参数，并采取相应的控制措施。
具体应用包括：•气体监测：自控原理中的气体监测系统可以通过传感器感知环境中的气体浓度，并通过控制器对空气净化设备进行控制，以维护良好的气体环境质量。
•声音监测：自控原理中的声音监测系统可以通过传感器感知环境中的声音强度，并通过控制器对声音发生器进行控制，以实现噪声控制和隔音效果。
•水质监测：自控原理中的水质监测系统可以通过传感器感知水中的各项指标，并通过控制器对水处理设备进行控制，以保证水质的安全和清洁。
第11章 自动控制原理
一般规定为响应曲线进入静差的±2%（或±5%） 范围而不再越出时所需要的时间。
振荡周期 过渡过程从第一个波峰到第二个波峰之间的时间， 反映系统的快速性。
第11章自动控制原理
热工测量与自动控制
第1节复习 难点： 自控系统的品质指标 重点： 1.自控系统组成与框图含义。 2.自控系统的分类、。 3.过渡响应的基本形式与过渡过程的品质指标。 4.各基本概念。
第11章自动控制原理
热工测量与自动控制
第1节概述
第2节构成环节的特性 第3节环节的综合和特性分析
第11章自动控制原理
热工测量与自动控制
第1节概述
一、自动控制系统及其组成 二、控制系统的分类 三、自动控制系统的过渡响应
第11章自动控制原理
热工测量与自动控制
一、自动控制系统及其组成 （一）自动控制与人工控制过程的对比
第11章自动控制原理
热工测量与自动控制
思考题： 6.在阶跃干扰下，调节系统的过渡过程有哪几种形式， 用什么性能指标来衡量。 7.什么是系统的静态特性与动态特性。
第11章自动控制原理
热工测量与自动控制
第2节构成环节的特性
一、环节信号的传递和特性 二、拉普拉斯变换与传递函数
三、对象的过渡响应和数学描述
X c (s) b0 S m b1S m1 bm1S bm W ( s) n n 1 X r (s) a0 S a1S an1S an
第11章自动控制原理
热工测量与自动控制
意义： ①系统或环节的一种形式，表达系统将输入量转换成 输出量的传递关系 ②仅与系统或环节特性有关，与输入量怎样变化无关 ③简化系统动态性能的分析过程
第11章自动控制原理
自控原理第1、第2章
第一章自动控制系统概念【教学目的】1了解自动控制系统的工作原理、分类和特点。
2．掌握负反馈在自动控制系统中的作用。
3．掌握自动控制系统的组成和各部分的作用。
4．根据工作原理图，确定控制系统的被控对象、控制量和被控制量正确画出系统的方框图。
5．了解对控制系统的要求。
【教学重点】1 闭环系统（或反馈系统）的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用。
2 典型闭环系统的功能框图。
【教学难点】由系统的物理结构图或工作原理示意图绘出系统元件框图。
【教学方法及手段】通过课堂授课讲解几个典型例题使学生对概念能够理解，建立负反馈概念，并举一些生活例子来说明。
【课外作业】系统分析例题，完成课后习题1-1，1-4。
【学时分配】2课时。
【教学内容】第一节一些重要的概念与名词自动控制在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。
自动控制系统由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统。
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。
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。
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。
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。
负反馈反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。
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。
开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。
开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。
(l)无扰动补偿开环控制原理方框图如图1．1(a)所示。
信号由控制信号到被控制信号单向传递，对扰动引起的误差无补偿作用。
这种方式结构简单，适用于结构参数稳定、扰动信号较弱的场合。
自控原理教学大纲
自控原理教学大纲
自控原理是控制工程中的基础课程之一，教学大纲通常包含以下内容：
1. 课程简介和基本概念：介绍自控原理的基本概念、发展历史、应用范围和重要性，概述控制系统的基本原理和组成部分。
2. 数学工具：包括微积分、微分方程、线性代数等数学工具的基本概念和应用，为后续控制系统建模和分析提供数学基础。
3. 控制系统的基本组成：介绍控制系统的基本组成部分，包括传感器、执行器、控制器、反馈回路等，以及它们在控制系统中的作用和相互关系。
4. 控制系统建模与传递函数：介绍控制系统的建模方法，包括拉普拉斯变换、传递函数表示等，用于描述系统的动态特性和稳定性。
5. 时域分析：介绍控制系统在时域中的分析方法，包括单位脉冲响应、步跃响应、稳态误差分析等，用于评估系统的动态性能和稳定性。
6. 频域分析：介绍控制系统在频域中的分析方法，包括频率响应、波特图、根轨迹等，用于评估系统的频率特性和稳定性。
7. 经典控制器设计：介绍PID控制器和经典控制器设计的基本原理、参数整定方法和应用，以及控制器在系统中的作用。
8. 稳定性分析：讲解控制系统的稳定性分析方法，包括Routh-Hurwitz准则、Nyquist准则、极点位置和稳定性等概念。
9. 根轨迹法和频率响应设计：详细讲解根轨迹法和频率响应法用于控制系统设计的原理和应用。
10. 现代控制理论概述：简要介绍现代控制理论的基本概念，包括状态空间分析、最优控制、鲁棒控制等。
这些内容构成了自控原理教学大纲的核心部分，目的是使学生掌握控制系统的基本原理、分析方法和设计技术，为他们进一步深入学习和实践提供基础。
具体的教学大纲可能会根据不同学校或教师的教学理念和教学目标有所不同。
自动控制工程的原理和实现
自动控制工程的原理和实现自动控制工程，简称自控工程，是一种应用广泛的工程技术。
其主要目的是运用现代电子技术和计算机技术，对复杂的生产过程、设备以及系统进行智能化控制与管理，以提高生产效率和降低生产成本。
本文将就自动控制工程的原理和实现进行探讨。
一、自动控制概述自动控制是一种典型的复杂技术系统。
其基本含义是，在工程实践中，通过电子技术、计算机技术等多种技术手段，按照一定的规律和目标，在设备、生产过程和物流系统等各个环节上，实现自动化、智能化、高效化和精准化的控制和管理。
目前，自动控制技术已广泛应用于工业、交通、医疗、金融、环保等各个领域。
二、自动控制工程的原理自动控制工程的原理主要基于控制论、信号处理、电子技术和计算机技术等多学科的基础理论。
其主要的控制模型可以分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是一种基于设定值对被控对象进行直接控制的方法。
其优点是控制精度高，实现简单，但对于受到外界因素影响变化较大的生产过程或系统，由于缺乏反馈控制，往往会出现偏差。
闭环控制是在开环控制的基础上加入了反馈控制。
它根据测量信号和设定值，调整控制量，实现对被控对象的高精度控制。
三、自动控制工程的实现自动控制工程实现的关键是对系统或被控对象进行建模和控制算法的设计。
其中，系统建模是实现自动控制的基础，是确定控制方法和实现控制的前提。
控制算法的设计则需要根据被控对象的特性和控制需求，选择合适的控制方法和算法。
目前，自动控制工程的实现主要分为如下几个步骤：1.系统建模：先对被控对象进行建模分析，建立合理的数学模型，并进行参数标定和验证。
2.控制算法设计：设计合理的控制算法，选择适当的传感器和执行器，并进行系统调试和验证。
3.控制系统实现：根据系统建模和控制算法设计，对控制系统硬件和软件进行实现和集成。
其中，硬件实现包括自动控制电路和伺服驱动器等，而软件实现则是利用计算机语言编写控制程序。
4.控制系统测试和调试：完成控制系统的集成和实现后，进行系统测试和调试，验证控制效果是否符合控制需求。
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第四章线性系统的根轨迹法
第一节根轨迹法的基本概念
【教学目的】．1。
正确理解根轨迹的概念。
2。
掌握根轨迹方程。
【教学重点】1 根轨迹中，开环传递函数G（s）H(s)的标准形式是
2。
根轨迹方程是
．
【教学难点】闭环零极点与开环零极点之间的关系。
【教学方法及手段】以课堂讲解为主，辅以课堂提问。
【课外作业】复习本节内容。
【学时分配】2课时。
【教学内容】
4—1 根轨迹法的基本概念
根轨迹的概念根轨迹简称根迹．是开环系统某一参数从零变化到无穷时，闭环系
统特征方程的根在s平面上变化的轨迹。
根轨迹的概念设系统传递函数为G(s)，并可表示成下述零极点形式
则称K*为系统的根轨迹增益。
若G(s)为系统的开环传递函数，则K*为开环根轨迹增益，若G(s)为闭环传递函数，则K*为闭环根轨还增益。
若系统非零的极点和非零的零点分别为A1，A2，……，An和Z1，Z2，……Zm
则根据开环增益的定义，有下述关系式
闭环零点、极点和开环零点、极点之间的关系设系统结构图如图4-1所示．其闭
前向通路传递函数G(s)和反馈通路传递函数
H(s)可分别表示为
比较式(4—5)和(4—6)可知：
(1) 系统开环根轨迹增益为前向通路根轨迹增益和反馈通路根轨迹增益的乘积。
(2) 系统闭环根轨迹增益等于前向通路的根轨迹增益。
(3) 系统的闭环零点由前向通路传递函数的零点和反馈通路传递函数的极点所组成。
(4)。
对于单位反馈系统，闭环根轨迹增益等于开环根轨迹增益，闭环零点等于开环零点。
根轨迹方程由式(4-6)知系统闭环特征方程的根满足
式(4—8)称为系统的根轨迹方程。
当系统开环根轨迹增益变化时，根轨迹方程可由下述方程描述，
(1)K>0时
K*从零变化到正无穷时系统的根轨迹称为常规根轨迹或称为180·根轨迹．根
轨迹方程为式(4—9)和式(4—10)。
K*从负无穷变化到零时，系统的根轨迹称为零
度
根轨，根轨迹方程为式(4—12)和式(4—12)。
式(4—9)或式(4—11)为根轨迹的相角条件．式(4—10)或式(4—13)为根轨迹的模值条件。
相角条件是根轨迹的充要条件。
【自学内容】预习第二节根轨迹的绘制基本法则。
第二节根轨迹的绘制基本法则
【教学目的】
掌握根轨迹法的绘制规则。
能热练绘制180 根轨迹图、0 根轨迹图及
参数根轨迹图。
【教学重点】根轨迹法的绘制规则。
【教学难点】绘制复杂系统的根轨迹。
【教学方法及手段】以课堂讲授例题为主，课外作业为辅。
【课外作业】习题4-3，4-4，4-6。
【学时分配】2课时。
【教学内容】
4-2 绘制根轨迹的基本法则
简单系统的根轨迹可用解析的方法绘制。
当系统的阶次较高时(n＞2)，多项式求根的计算量很大。
根据下述一些基本法则，可以迅速绘制系统的概略根轨迹。
耀赡绘酗常规幅乾迹助基本法则法则有七条，列于表4—1。
表4—1 常规根轨迹的绘制法列
【自学内容】预习第三节系统性能分析。
第三节系统性能分析
【教学目的】
1．能用根轨迹法分析系统的主要性能，掌握闭环主导极点与动态性能指
标之间的关系。
能定性分析闭环主导极点以外的零、极点对动态性能的影响。
2．掌握改造根轨迹的一些方法。
能根据系统性能指标的要求，用根轨迹
法进行校正。
3．能分析增加开环零、极点对系统动态和稳态性能的影响。
【教学重点】
能用根轨迹法分析系统的主要性能，掌握闭环主导极点与动态性能指
标之间的关系。
能定性分析闭环主导极点以外的零、极点对动态性能的影响。
【教学难点】
能用根轨迹法分析系统的主要性能。
能定性分析闭环主导极点以外的零、极点对动态性能的影响。
【教学方法及手段】以课堂讲解为主，辅以课堂提问。
【课外作业】复习本节内容。
【学时分配】2课时。
【教学内容】
利用根轨迹图，可以了解系统闭环极点的分布情况，也可确定可变参数为某一值
时，闭环极点的位置，这为定性地分析和定量地估算系统性能提供了基础。
主导极点和偶极子闭环极点中离虚轴最近，附近又无零点的实数极点和共e扼复数极点，对系统动态性能的影响最大，起着主要的决定性作用，称它们为主导极点。
一股，非主导极点的实部比主导极点的实部大3—5倍以上。
当某个闭环极点和某个闭环零点相距很近，它们之间的距离比它们到虚轴的距离小
一个数量级时，称这对零极点为偶极子。
偶极子若不十分靠近虚轴，可近似看成闭环零
极点对消，因此对系统动态过程的影响可忽略
不计。
定量估算系统性能时，常需要确定位于给
定阻尼线上的主导极点，其方法如下：
(1) 绘制系统概略根轨迹图，并从原点
出发作一直线，使其与实铀正方向的夹角为
(3) 若相角条件不满足，则修改x0，计算y0,再检查相角条，直至满足。
(4) 若相角条件满足,则此时的x0土fy，为给定阻尼线上的一对主导极点．
用低阶近似估算系统性能利用主导极点和偶极子的概念，可将阶次较高的系
统简化成低阶模型。
若低阶模型为典型一阶或典型二阶系统，则利用时域分析法中的公式计算。
若低阶模型为一般的二阶、．三阶系统时，可利用性能指标估算公式。
低阶模型性能指标的估算公式列于表4-4。
(坐标原点处的极点为输入信号的极点)
实验二系统的根轨迹绘制
[实验目的] 用Matlab绘制系统的根轨迹。
[实验内容] 用Matlab绘制系统的根轨迹的指令为rlocus(num,den). [实验步骤]
1．已知系统开环传递函数为：
)9
(
)1
(
)
(
)
(
2+
+
=
s
S
s
K
s
H
s
G使用Matlab绘制系统的
根轨迹。
num=[0,0,1,1];den=[1,9,0,0];rlocus(num,den) axis('square');grid on
title('Root-locus plot of G(s)=K(s+1)/[(s^2(s+9)]') xlable('Re');ylable('Im')
运行结果为：
2．已知一控制系统8)
(1+=s K s G ，)
5(1)(2++=s s s s G ，21)(+=s s H 使用Matlab 绘制系统的根轨迹。
G1=tf(1,[1 8]);G2=tf([1 1],[1 5 0]);H=tf(1,[1 2]);rlocus(G1*G2*H); v=[-10 2 -3 3];axis(v);axis('square');xlable('Re');ylable('Im');grid on title('Root-locus plot of G(s)=K(s+1)/[s(s+5)(s+8)(s+2)]') 运行结果为：。