自动控制理论点(自动控制原理控制理论基础区别以及要学会它们分别要什么基础,尽)

1.自动控制原理 控制理论基础 区别 以及要学会它们分别要什么基础,尽

自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。

它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，以形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入-单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。

编辑本段应时而生 20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。他主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。

目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论，信息论，仿生学为基础的智能控制理论深入。编辑本段自动控制系统 为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。

在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。编辑本段反馈控制系统 在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。

下面是一个标准的反馈模型： 开方： 公式：X(n+1)=Xn+(A/Xn^2-Xn)1/3设A=5，开3次方 5介于1^3至2^3之间（1的3次方=1,2的3次方=8） X_0可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0都可以。例如我们取2.0.按照公式： 第一步：X1={2.0+[5/(2.0^2-2.0]1/3=1.7.}。

即5/2*2=1.25,1.25-2=-0.75,0.75*1/3=0.25，输入值大于输出值，负反馈 2-0.25=1.75，取2位数值，即1.7。 第二步：X2={1.7+[5/(1.7^2-1.7]1/3=1.71}.。

即5/1.7*1.7=1.73010,1.73-1.7=0.03,0.03*1/3=0.01，输入值小于输出值正反馈 1.7+0.01=1.71。取3位数，比前面多取一位数。

第三步：X3={1.71+[5/(1.71^2-1.71]1/3=1.709}输入值大于输出值，负反馈 第四步：X4={1.709+[5/(1.709^2-1.709]1/3=1.7099}.输入值小于输出值正反馈 这种方法可以自动调节，第一步与第三步取值偏大，但是计算出来以后输出值会自动转小；第二步，第四步输入值偏小，输出值自动转大。X_4=1.7099. 当然也可以取1.1,1.2,1.3,。

1.8,1.9中的任何一个。 同时自动控制原理也是现在高校自动化专业的一门主干课程，是学习后续专业课的重要基础，也是自动化专业硕士研究生入学必考的专业课。

编辑本段基础理论课 该课不仅是自动控制专业的基础理论课，也是其他专业的基础理论课，目前信息科学与工程学院开设本课程的专业有计算机、电子信息、检测技术。 该课程不仅跟踪国际一流大学有关课程内容与体系，而且根据科研与学术的发展不断更新课程内容，从而提高自动化及相关专业的整体学术水平。

编辑本段主要内容 该课程是自动控制理论的基础，其主要内容包括：自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线性、非线性等）及特点、自动控制系统的分析（时域法、频域法等）和设计方法等。通过本课程的学习，学生可以了解有关自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。

编辑本段本课程覆盖的基本概念 系统、反馈、方框图（方块图）、信号流图、传递函数；稳定性、稳定裕量，基本环节、时间常数、阻尼系数，脉冲响应、阶跃响应、动态性能指标、稳态误差，根轨迹，主导极点，频率特性，校正和综合，典型的非线性特性、描述函数、相平面、自持振荡，采样控制、Z变换、脉冲传递函数。编辑本段本课程涵盖的基本知识点 1.简单物理系统的微分方程和传递函数的列写和计算； 2.方框图和信号流图的变换和化简； 3.开环传递函数与闭环传递函数的推导和计算； 4.线性连续系统的动态过程分析； 5.代数稳定判据及其在线性系统中的应用； 6.根轨迹的基本特性及典型系统根轨迹的绘制； 7.用根轨迹分析系统的动态性能和稳定性； 8.波德图和奈奎斯特图的绘制； 9.奈奎斯特稳定判据及应用； 10.用开环频率特性分析系统的主要动态和静态特性； 11.校正的基本原理及设计方法； 12.简单非线性控制系统分析的描述函数分析方法及相平面方法； 13.采样系统的分析及校正的基本方法。

2.自动控制 复习重点

1、自动控制：指在没有人参与的情况下利用控制器使被控对象（指生产设备或生产过程）自动地按预定的规律运行。 当前的自动控制一般均指反馈控制。稳定性、准确性、快速性

2、开环控制系统： 控制系统的输出量对系统的控制作用没有任何影响。结构简单、价格便宜、容易维修；精度低、容易受环境变化的干扰。

3、闭环控制系统：指控制系统的输出量对系统的控制作用有影响，即反馈。因此，又称为反馈控制。闭环系统实质：通过偏差消除偏差。精度高、动态性能好，抗干扰能力强；结构复杂、价格贵、维修人员要求高。

4、拉氏变换定义：时间函数x(t) 的拉氏变换

5、传递函数：初始条件为零时，输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。

6、瞬态响应：系统在输入信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程；

稳态响应：系统在输入信号的作用下，系统在时间趋于无穷大时的输出状态。

反馈控制的基本原理可简单的表述为：

a） 测量、反馈：由传感器检测系统的输出变化，通过反馈回路将此信号的部分或全部

反馈到输入端。

b） 求偏差：将反馈回来的信号和输入信号进行比较，可得它们之间的偏差大小，即实

际输出值与给定值的偏差。

c） 纠正偏差：根据偏差的大小和方向对系统进行控制，以改变系统的输出，使偏差减

小的过程。

2 控制系统的工作原理就是使系统中的某些参量能按照要求保持恒定或按一定规律变化。它可分为人工控制系统（一般为开环控制系统）和自动控制系统（反馈控制系统）。人工控制系统就是由人来对参量进行控制和调整的系统。自动控制系统就是能根据要求自动控制和调整参量的系统，系统在受到干扰时还能自动保持正确的输出。它们的基本工作原理就是测量输出、求出偏差、再用偏差去纠正偏差

开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。系统特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。

闭环控制：系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。闭环的反馈有正反馈和负反馈两种，一般自动控制系统均采用负反馈系统，闭环控制系统的特点：精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡

反馈控制系统一般由以下的全部或部分组成 给定元件 反馈元件 比较元件 放大元件 执行元件 校正元件 控制对象

8、瞬态响应：系统在输入信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程；

稳态（静态）响应：系统在输入信号的作用下，系统在时间趋于无穷大时的输出状态一阶系统的单位阶跃响应：

一阶系统的单位阶跃响应特点：稳定的，无振荡；没有静态误差

时域分析性能指标 上升时间tr：响应曲线从零时刻到首次到达稳态值的时间（tr反映系统的快速性）；峰值时间tp：响应曲线从零时刻到达峰值的时间；最大超调量Mp：单位阶跃输入时，响应曲线的最大峰值与稳态值的差。调整时间ts：响应曲线到达并一直保持在允许误差范围内的最短时间；延迟时间td：响应曲线从零上升到稳态值的百分50所需的时间；振荡次数：在调整时间ts内响应曲线振荡的次数。

幅频特性：幅值比；相频特性：相位差。频率特性表征系统稳态响应的品质

14、乃奎斯特判据：对于系统开环乃氏图，当ω从0连续增大到∞变化时，其相对（-1,j0）点的角变化量为pπ+qπ/2时，系统闭环后稳定。

15 放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性，输出信号与输入信号的相位差与频率之间的关系称为相频特性

16 稳态误差 误差信号的稳态分量称为稳态误差。

偏差 输入信号和反馈信号比较后的信号也能够反映系统误差的大小 称之为偏差

3.自动控制理论主要内容是什么?

自动控制系统的分类有多种方法。

①按控制装置类型，可分为常规控制和计算机控制两种。常规控制采用模拟式控制器（见控制仪表），计算机控制采用电子数字计算机。

②按有无反馈，可分为闭环控制系统和开环控制系统。③按设定值是否固定，可分定值控制系统和随动控制系统。

定值控制系统的设定值固定不变，控制系统可自动克服扰动的影响，使被控变量保持基本恒定。随动控制系统中设定值是变化的，系统使被控变量随设定值而变化。

例如，在化工生产中，要求物料A的流量与另一物料B的流量保持一定的比值，如果物料B的流量是变化的，物料A的流量就必须随之变化，此时物料A的流量控制就属于随动控制类型。

4.请问自动化控制最基础的知识点有哪些呢??

《自动化专业概论》课程教学大纲 【课程编号】：22315104 【英文译名】：Introduction to Speciality Automation 【适用专业】：自动化专业 【学 分 数】：1.0 【总 学 时】：16 【实践学时】：0 一、本课程教学目的和课程性质 本课程是为自动化专业本科生开设的专业基础必修课。

其目的在于通过本课程的学习使学生认识自动化专业的性质、特点以及自动化技术的作用和地位，了解自动化专业的培养目标和教学内容。 二、本课程的基本要求 本课程教学环节包括课堂讲授、学生自学、思考讨论、答疑、期末考查等。

通过上述基本教学环节，要求自动化类专业新生正确认识和理解自动化专业的性质、自动化专业的培养目标和方式、大学的学习方法等，树立正确的专业思想和学习观，激发学习潜力。为后续专业课的学习奠定良好的思想和方法基础。

三、本课程与其他课程的关系 本课程是在入学之初，为新生开设的。本课程为后续专业课的学习奠定良好的思想和方法基础。

四、课程内容 1、专业培养目标和人才素质要求 内容体系：自动化和自动化类专业及专业培养目标、当前自动化类专业对培养人才的素质要求。 知识点：自动化专业及专业培养目标，科学、技术等系列基本概念，人才培养素质要求，自动化基本术语。

重点：专业培养目标及人才素质要求、自动化一些术语。 2、自动化的概念和发展简史 内容体系：控制自动化的概念，我国古代自动装置、控制和自动化技术发展简史、中国的自动化教育和科研机构。

知识点：控制及其自动化的发展历史及各阶段的特征，我国自动化教育和科研机构的分布特点及其水平概述。 重点：控制与自动化概念。

3、自动控制系统的类型和组成 内容体系：恒值自动调节系统、程序自动控制系统、随动系统（伺服系统）、自动控制系统的组成、自动化仪表、控制器控制和计算机控制、自动控制和远距离控制。 知识点：各种类型自动控制系统组成及特点、自动化仪表、自动化控制与远距离控制。

重点：恒值自动调节系统、程序自动控制系统、随动系统（伺服系统）、自动控制系统的组成及概念、自动化仪表的特点。 4、控制方法 内容体系：自动控制系统的行为描述、反馈控制和扰动补偿控制、比例积分微分控制、最优控制、自适应控制、智能控制、非线性系统及其控制。

知识点：反馈的概念、扰动补偿原理、PID控制的概念，最有控制与自适应控制的特点和联系，模糊控制、神经控制的特点。 重点：自动控制系统的行为描述方法、反馈控制和扰动补偿控制的概念、比例积分微分控制含义。

5、控制与自动化技术的应用范畴 内容体系：机械制造自动化、过程工业自动化、电力系统自动化、飞行器控制、智能建筑、智能交通系统、生物控制、生态与环境控制、社会经济控制、控制与系统工程。 知识点：数控系统、计算机集成制造系统，分布式计算机控制系统，现场总线系统、通信自动化与楼宇自动化。

重点：机械制造自动化、过程工业自动化、电力系统自动化的特点。 6、控制和自动化的展望 内容体系：计算机集成制造系统、机器人应用于生产和生活各方面、高速列车和太空飞行器的智能控制、虚拟现实技术、巡航导弹和预警飞机、数字地球与机敏传感网络。

知识点：各领域自动化的发展前景。 重点：以机器人为例，掌握自动化技术的发展趋势。

7、自动化类专业的教学安排 内容体系：高等学校自动化类专业的课程设置、教学环节、课外教育活动的意义和内容。 知识点：课程设置的特点，教学环节组成以及与中学的差别 重点：明确各教学环节的重要性，了解大学的教学方法和特点 8、学习原理和学习方法 内容体系：大学生学习的概念、自动化专业大学生的学习任务、对学生有重要影响的一些因素、怎样学好理论课、重视实验课、重视计算机的应用以及重视面向实际，勇于解决实际问题。

知识点：大学学习与中学学习的差别，大学的学习方法和特点。 重点：通过学习，尽快适应大学生活，找到适合个人特点的学习方法。

五、教学方法建议 1、以课堂讲授为主，适当安排学生自学，并布置一定数量的思考题。 2、以生活中的实例，使用和设计问题教学法；组织自学基础上的课堂讨论。

3、以教材内容为基础，适当结合课程与当前科技热点问题，丰富教学内容。 4、使用多媒体教学手段，以提高教学效率和教学质量。

六、考核方式 本课程为考查课。拟采取结构评分方式，总成绩=平时成绩 + 期末考试成绩。

平时成绩比例不超过30%。其中平时成绩由书面作业、课程论文（3000~5000字，由任课教师确定）以及考勤组成。

期末考试采取开卷考试的形式，试卷命题以课程教学大纲与知识点范围为依据。 七、其它说明 八、选用教材及主要参考书 1、建议教材 万百五《自动化（专业）概论》，武汉理工大学出版社.2002.9 2、主要参考书 〔1〕冯纯伯《自动化技术》，江苏科学技术出版社.1993.9 〔2〕钱学森，宋健《工程控制论》（修订版），科学出版社.1998.5 〔3〕孙自强《生产过程自动化及仪表》，武汉工业大学出版社.1999.5。

5.高分求解,自动控制原理要学那些高数知识

呵呵，这可算问到人了，鄙人就是自控专业的。

自动控制和数学密切相关，比如说，拉普拉斯变换，泛函，矩阵，数值分析，级数等等。 有些是上研需要掌握的，有些十本科必须要懂的。

说白了，本科阶段学的数学基本都能用上！ 自控原理，拉氏变换，留数法的应用，一阶时域响应里的求导，二阶时域里的偏导和极限或者傅里叶变换，乃奎斯特判据里的函数映射，根轨迹判据里的求极限，Z变换的级数等。 现控，线性代数，矩阵，行列式计算，行列式性质（3阶以内，四阶特殊的），其他的李雅普诺夫判据里的矩阵知识等。

等你上研了，还有泛函，极值理论，最优设计等等，还需要矩阵论，数值分析，概率论等知识 总之，自控发展史就是数学史。

6.如何学好自动控制理论

首先，必须明确它是理论性较强的工程学科课程。《自动控制理论》是一门主要研究自动控制系统基础理论、系统分析和设计本技术的专业基础课程，也是自动控制相关专业的一门重要的基础理论课程，与工程实践密不可分。课程目的和任务是使自动化专业的本科生学习《自动控制理论》的基础理论、控制系统的基本分析和设计方法，为今后的学习奠定扎实的基础。继续学习相关课程后，能够及从事国民经济、国防和科研各部门的运动控制、过程控制、机器人智能控制、导航制导与控制、现代集成制造系统、模式识别与智能系统、生物信息学、人工智能及神经网络、系统工程理论与实践、新型传感器、电子与自动检测系统、复杂网络与计算机应用系统等领域的科学研究、技术开发、教学及管理工作。

其次，针对该课程的特点，学习方法建议如下：

1.根据课程进程表顺序安排学习内容

《自动控制理论》课程是一门内容庞杂、信息量大的课程，因此，应该按照课程进程顺序进行学习，由浅入深，注重基础知识，包括基本概念、基本定理等都是非常必要的。否则，不重视前面基础内容的学习，将会给后续内容学习带来困难。

2.结合实验，加深对理论知识的理解，加强工程实际设计能力

《自动控制理论》课程另配有《自动控制理论实验》实验课程。必作实验内容有：控制系统的数学模型；典型二阶系统的欠阻尼响应；控制系统稳定性分析；控制系统频率特性；连续系统串联校正；典型非线性环节；随动系统模拟PID校正环节的研究与设计；随动系统数字PID校正环节的研究与设计；倒立摆演示实验。

实验前要认真阅读实验指导书，实验时认真操作

实验后认真完成实验报告，及时分析、总结实验结果。实验过程中，学生可以通过验证、设计和调试程序等实验环节，达到进一步巩固和理解课堂上讲授的知识，提高学生动手实践能力和工程实际设计能力。通过实践环节，使学生能够在观察现象、提出问题、分析问题和解决问题方面得到能力上的培养和锻炼。

3.学习中注意归纳总结

《自动控制理论》课程内容庞杂、知识点多，概念多，各部分内容相互交叉，工程实践性强。所以在学习过程的对每一阶段学习都应进行归纳总结。这不仅可以帮助学好《自动控制理论》课程，更可以培养良好的学习习惯。

4.课堂上积极参与讨论

《自动控制理论》课程以课堂教学为主，辅以多媒体图形或曲线，帮助学生加深理解。同时，包含重点例题重点讲解环节。

为启发学生解决综合性习题的能力，课堂上必要时会采用讨论方式。学生应认真对待和参与课堂讨论，在勇于表达自己观点的同时，实际上这也是努力思考的过程。同时，要倾听其他同学的观点，开阔思路，学会从不同角度考虑问题，这样对所学的的知识掌握得更牢固更深入。