在科学技术发展进程中,自动控制技术的作用极为重要。自动控制技术已广泛应用于各个领域中,它不仅提高了劳动生产率和产品质量,也改善了劳动条件,而且在人类征服自然、探索新能源、发展空间技术和改善人民物质生活等方面起着极为重要的作用。《自动控制原理》是自动化技术的基础理论,自动控制作为解放人类生产力的至关重要的手段,已经渗透到人类社会的各个领域。自动控制原理主要研究控制系统分析、设计与实现等内容,包括线性控制系统的建模,时域分析法,根轨迹分析法,频率分析法,系统的校正与计算机辅助分析,以及非线性控制系统的分析法。
本课程全面系统地介绍线性定常系统和非线性系统的分析和设计方法。通过学习,掌握反馈控制系统的基本理论与基本方法,深入了解自动控制系统的基本原理和构成,掌握自动控制系统的基本问题并能够根据生产实际的要求,具备较强的分析和设计自动控制系统的能力。课程主要内容如下:
线性定常系统主要讲述三方面内容:①控制系统数学模型。包括简单物理系统的微分方程和传递函数列写及计算,详述数学模型作为理论研究的重要意义,着重基于方框图、信号流图的数学模型的简化方法进行详细讨论。②系统三种分析方法。包括时域分析法,根轨迹法和频率分析法。时域分析法重点对系统的稳定性、快速性和准确性的分析方法进行讨论;根轨迹法介绍根轨迹的基本特性及典型根轨迹的绘制;频率分析法对伯德图和奈奎斯特图的绘制,奈奎斯特稳定性判据和对数频率稳定判据及其应用,并给出幅值穿越频率、相位裕量等频域指标的分析计算方法。③控制系统的校正。主要介绍工程上常用的频率法校正,对反馈校正、复合校正也作了介绍,并给出各种校正装置的设计方法和性能指标的验算方法。
非线性系统分析介绍工程实际中常见的非线性特性及基于描述函数法和相平面法的分析方法,以及改善非线性系统性能的方法。