《自动控制原理》

该课程不仅是自动化专业的基础理论课，也是其他相关专业的基础理论课，目前开设本课程的专业还有计算机、电子信息以及检测技术等专业。

该课程不仅跟踪国际一流大学有关课程的内容与体系，而且随着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。

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。二战后，已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的线形定常数系统的分析和设计问题。

自动控制原理自动控制系统

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，组成一个有机的整体，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、压力或飞行轨迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的相关机构的总体，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。

自动控制原理反馈控制系统

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位数字，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位数字，比前面多取一位数字。

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减小；第二步，第四步输入值偏小，输出值自动增大。X4=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，自动控制原理也是高等院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考试必考的课程。

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。2100433B

1、系统、反馈、方框图（方块图）、信号流图、传递函数、基本环节；

2、稳态的分析：稳定性判据、稳态误差、稳定裕量；

3、动态响应分析：时间常数、阻尼系数、振荡频率，脉冲响应、阶跃响应、动态性能指标（如峰值时间、超调量、衰减比等），主导极点；

4、根轨迹，开环极点、零点，闭环极点、零点；

5、频率特性、极坐标图、Bode图、Nyquist稳定判据、校正与综合；

6、状态空间分析、能控性、能观性；

7、典型的非线性特性、描述函数、相平面、自激振荡；

8、采样控制、Z变换、脉冲传递函数。

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的阶段——现代控制理论。它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、人工智能为基础的智能控制理论深入。

该课程是关于自动控制系统的基础理论，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。

《自动控制原理(第3版)》内容层次分明、概念清晰、重点突出、理论联系实际、例题贴切、应用性强。《自动控制原理(第3版)》可作为工科院校电气工程类、自动化类各专业的本科或非控制工程学科类硕士研究生的教材。主要章节(未带号)内容也适合作为机电类、信息类及计算机应用专业或高职院校、成人教育及电视大学的相近专业学生学习控制技术的教材，也可供有关从事控制工程应用的技术人员参考。

《自动控制原理(第3版)》备有电子课件，欢迎选用《自动控制原理(第3版)》作教材的老师登录注册后下载。

《自动控制原理(第3版)》有配套的《自动控制原理学习指导、例题及习题解答》辅导学习参考书，已由机械工业出版社出版。

自动控制原理（下）基本信息

ISBN：978-7-111-66176-4

装订：平装

编辑：李馨馨

开本：16开

出版日期： 2020-09-03

字数：401 千字

定价：55.0

自动控制原理（下）内容简介

本教材比较全面地讲解了自动控制的基本理论和应用，分上、下册，本书是下册，共有7章，第8章阐述了线性离散控制系统的一般概念、数学模型、性能分析方法以及数字校正；第9章介绍了非线性控制系统的基本概念以及相平面法、描述函数法等；第10章介绍了控制系统状态空间描述的相关概念；第11章通过状态方程求解对系统空间模型进行定量分析；第12章介绍了线性定常系统的能控能观性；第13章介绍了控制系统的稳定性分析方法；第14章对线性定常系统的综合进行了讨论。

为方便理解和夯实相关知识，每章均配备有例题和习题。 本教材比较全面地涵盖了大学本科“自动控制理论”课程的内容，可作为高校自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化、热力工程、通信工程、电子信息工程等相关专业的“自动控制原理”课程教材，也可以作为相关教师、自动化相关专业研究生、科技与工程技术人员的参考书。 本教材各章节内容的介绍基于MATLAB的控制系统计算机辅助分析与设计方法，需要读者有相应的MATLAB应用基础，以加强对课程的理解。

本书主要介绍了经典控制理论和现代控制理论的基本概念、分析方法及应用。

《自动控制原理》从实际应用的角度出发，介绍了经典控制理论和现代控制理论的基本概念、分析方法及应用。书中包括了控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频率特性法、离散系统分析、非线性系统分析和自动控制理论综合等内容，强调的是物理概念和实际应用。《自动控制原理》力求突出物理概念，尽量减少烦琐的数学推导，叙述深入浅出，通俗易懂，以大量例题形式介绍各种方法的实现过程，并结合当前报考研究生的需求，总结各类题型，从而达到抛砖引玉的效果。《自动控制原理》力图以简明、实用为特色，以满足工程需要为宗旨。《自动控制原理》可作为应用型本科自动化、机电一体化及相关专业的教学用书，也可作为报考研究生的参考教材，还可作为各类职业技术学院、专科学校、成人高校等相关专业的教材。