控制工程第一章

这是一篇关于控制工程第一章的思维导图，反馈：把输出量全部或一部分送回到输入端，以增强或减弱输入信号的效应，反馈控制是实现自动控制最基本的方法，反馈控制的原理是检测偏差并用以纠正偏差。

第一章

• 自动控制
  • 中心思想是通过信息的传递，加工处理并加以反馈来进行控制
  • 理论分类
    • 经典控制理论
      • 研究单输入单输出线性定常系统
      • 数学工具：微分方程及传递函数
      • 常用分析方法：时域分析法，根轨迹法
    • 现代控制理论
      • 研究多输入多输出非线性系统
      • 数学工具：线性代数，矩阵理论
      • 常用方法：状态空间法
  • 控制系统分类
    • 人工
    • 自动
      • 反馈控制系统
        • 反馈：把输出量全部或一部分送回到输入端，以增强或减弱输入信号的效应，反馈控制是实现自动控制最基本的方法，反馈控制的原理是检测偏差并用以纠正偏差
          • 正反馈
          • 负反馈
          • 内反馈
          • 外反馈
        • 开环控制系统
          • 信号单向传递，系统输出量对输入量没有影响
          • 结构简单经济，调试方便，抗干扰能力差，控制精度不高
        • 闭环控制系统
          • 信号形成闭环回路，系统末端输出量对输入量有影响
          • 是经典控制理论的主要研究对象
          • 抗扰性好，控制精度高，系统具有纠偏能力
          • 元件多。结构复杂，价格高
          • 参数应选择适当
        • 开环加闭环等于复合控制系统
      • 按照给定运动规律分类
        • 自动调节系统：在外界干扰下系统的输出基本保持常量
        • 随动系统：在外界条件作用下，系统输出能相应输入在广阔范围内按任意规律变化
        • 程序控制系统：在外界条件作用下，系统输出按预定程序变化
      • 按系统特性分类
        • 线性系统
          • 线性系统，具有叠加性和齐次性，可以用线性微分方程来描述
        • 非线性系统
          • 不使用叠加原理，用非线性方程来描述
      • 按信号形式分类
        • 连续控制系统
        • 离散控制系统
• 自动控制系统研究对象及任务
  • 研究对象：系统及其输入输出三者之间的动态关系
  • 研究任务
    • 系统分析。已知G，求Xi，X0
    • 最优控制：已知G,X0,求Xi使X0符合要求
    • 最优设计：已知Xi，X0，求G，使X0符合要求
    • 滤波与预测：已知G,X0，识别Xi或Xi的有关信息
    • 系统辨识：已知Xi，X0，求G
• 自动控制理论的发展过程
  • 萌芽
    • 指南车（开环自动调节系统）
    • 水运仪象台（闭环）
  • 起步
    • 蒸汽离心调速器
  • 经典控制论阶段
    • 频率响应法
    • 根轨迹法
  • 现代控制论阶段
  • 大系统智能控制时期
    • 第一台数控机床
    • 第一台工业机器人样机
    • 神舟五号载人航天
    • 第一颗卫星
    • 首架航天飞机
    • 冲出太阳系
• 自动控制系统的组成
  • 典型闭环控制系统
  • 自动控制系统框图绘制
    • 分析控制系统的工作原理，找出被控对象
    • 分清系统的输入量，输出量
    • 按照控制系统各环节的定义。找出相应的各个环节
    • 按信息流动的方向将各个环节用元件方框和连线连接起来
• 控制系统的基本要求
  • 稳定性
    • 系统能工作的首要条件
      • 系统重新恢复平衡稳态的能力，即过渡过程的收敛情况
  • 响应快速性
    • 用系统在暂态过程中的响应速度及被控量的波动程度来衡量
      • 指过渡过程进行的时间长短
  • 响应准确性
    • 用稳态误差来衡量
      • 调整结束后，输出量与给定的输入量之间的偏差
• 过控一班刘康200802060129