自动控制理论学习资料3

天津市考研控制科学与工程复习资料控制理论与系统工程重点内容考研控制科学与工程复习资料——控制理论与系统工程重点内容控制理论与系统工程是天津市考研控制科学与工程专业的重要内容之一。

本文将针对该专业的控制理论与系统工程方面的重点内容进行详细介绍与分析，帮助考研学子更好地理解和掌握相关知识。

一、控制理论基础1.1 控制理论的发展历程控制理论的发展经历了从经典控制理论到现代控制理论的演变过程。

经典控制理论主要包括比例控制、积分控制和微分控制等基本控制方式，而现代控制理论则更加注重系统的稳定性、可靠性和适应性等方面。

1.2 控制系统的基本原理控制系统包括被控对象、传感器、执行机构、控制器和反馈装置等组成部分。

其基本原理是通过对被控对象进行实时监测和反馈，利用控制器对系统进行调节和控制，以达到预期的目标。

二、系统工程方法2.1 系统分析与建模系统分析与建模是系统工程的核心环节。

通过对系统的分析和建模，可以深入了解系统的结构、功能和交互关系，并为后续的系统设计和优化提供基础。

2.2 系统控制与优化系统控制与优化旨在通过合理设计的控制策略和优化算法，实现系统的稳定运行和性能的优化。

常用的控制方法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等，而优化方法包括遗传算法、粒子群算法和蚁群算法等。

三、控制理论与系统工程的应用领域3.1 自动化控制自动化控制是控制理论与系统工程的主要应用领域之一。

通过自动化技术，可以实现对工业生产、交通运输和航空航天等领域的自动化控制和智能化管理。

3.2 信息网络控制信息网络控制是近年来快速发展的一个领域。

通过将控制系统与计算机网络相结合，可以实现对分布式控制系统和多智能体系统的远程监控和管理。

3.3 智能交通系统智能交通系统利用控制理论和系统工程的方法，对交通信号控制、交通流优化和车辆智能驾驶等方面进行研究，实现交通拥堵的缓解和交通安全的提升。

四、学习和复习建议4.1 深入理解基本概念在学习控制理论和系统工程的过程中，首先要深入理解各个基本概念的含义和作用，掌握它们之间的逻辑关系以及解决实际问题的方法和步骤。

可编辑修改精选全文完整版《自动控制原理（经典部分）》课程实验教学大纲课程编号课程名称（中文）自动控制原理（经典部分）课程名称（英文）Theory of Automatic Control(classical)实验性质非独立设课课程属性专业基础适用专业自动化先修课程数学分析，高等代数，复变函数与积分变换，电路，模拟电子技术，数字电子技术总学时90 实验学时18 总学分 5制定单位信息与电气工程学院制定时间一、实验的性质、目的和任务《自动控制原理》课是自动化专业的专业基础课程，自动控制原理实验课程是一门理论验证型实验课程，结合自动控制理论课开设了一系列相应的实验，使学生理论与实践结合，更好的掌握控制理论。

通过实验，学生可以了解典型环节的特性、模拟方法及控制系统分析与校正方法，掌握离散控制系统组成原理、调试方法；使学生加深对控制理论的理解和认识，同时有助于培养学生分析问题和解决问题的工程综合能力，拓宽学生的专业面和知识面，为以后的深入学习与工作打下扎实的基础。

二、实验的基本内容与要求序号实验项目学时数内容与要求实验属性必开选开1 典型环节的时域响应2 （1）掌握自动控制原理实验箱的使用方法。

（2）学习用电路构成所需要的系统仿真模型(传递函数)。

（3）掌握典型环节模拟电路的研究方法，观测各种典型环节的阶跃响应曲线。

（4）通过对典型电路分析和实验，掌握系统数学模型的理论建模方法和实验测定法。

验证√2 典型系统瞬态响应和稳定性分析2 （1）掌握瞬态性能指标的测试技能。

（2）了解参数变化对系统瞬综合√态性能和稳定性的影响。

（3）研究二阶系统阻尼系数ξ和自然振荡频率ωn与系统结构之间的关系。

（4）按实验步骤绘出实验线路、标出原始数据，画出输出波形图。

3 线性系统的根轨迹分析2 （1）掌握绘制根轨迹的基本法则。

（2）掌握闭环主导极点的概念。

（3）了解闭环极点的分布与系统性能的关系。

综合√4 线性系统的频率响应分析2 （1）学习测量系统（或环节）频率特性曲线的方法和技能。

《自动控制原理》课程简介课程编号：A1620025课程名称：自动控制原理学分/学时：4/64开课学期：第5学期课程类型：专业必修课程课程性质：必修先修课程：《高等数学A(1)》、《高等数学A(2)》、《线性代数》、《电路》、《复变函数与积分变换》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统分析》适用专业：自动化考核方式：考试考核形式：大作业、期中测试、实验评估、期末考试等组合形式建议教材：（1）谢克明编著.自动控制原理（第3版）.电子工业出版社,2010年（2）常熟理工学院电气及自动化工程学院自编讲义.自动控制原理实验指导书，校内讲义，2015年内容简介：《自动控制原理》课程是一门研究自动控制系统的基本概念、基本原理和基本分析与设计方法的基础工程课程，本课程主要内容包括自动控制系统建模、自动控制系统分析和自动控制系统设计（校正）三个方面。

通过本课程的教学，让学生掌握分析与综合SISO自动控制系统的经典控制理论与方法，并能初步结合实际，分析和设计控制系统，以及在MATLAB与Simulink支持下对控制系统进行计算机辅助分析和设计。

为今后进一步深入学习和研究其他控制理论与控制系统设计打下坚实的基础。

自动控制原理Automatic Control Theory课程编号：A1620025学分：4学时：64学时（讲课：56学时实验：8 学时实践：0学时）学时：周开课学期：第5学期课程类型：专业必修课程课程性质：必修先修课程：《高等数学A(1)》、《高等数学A(2)》、《线性代数》、《电路》、《复变函数与积分变换》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统分析》适用专业：自动化建议教材：（1）谢克明编著.自动控制原理（第3版）.电子工业出版社,2010年（2）常熟理工学院电气及自动化工程学院自编讲义.自动控制原理实验指导书，校内讲义，2015年主要参考书：（1）胡寿松主编.自动控制原理（第5版）.科学出版社.2007年（2）李友善主编.自动控制原理（第3版）.国防工业出版社.2005年（3）富兰克林,鲍威尔主编; 李中华，张雨浓译著.自动控制原理与设计.人民邮电出版社.2007年开课学院：电气与自动化工程学院修订日期：2018年9月一、课程说明《自动控制原理》课程是自动化专业学生学习和掌握自动控制系统的基本概念、基本原理和基本分析与设计方法的基础工程课程，它是自动化专业的一门专业必修课程，在第五学期开设。

(5)滤波与预测：当系统已定， 输出已知时，识别 输入或输入中的有关信息。
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第一章 绪论
三、控制理论的内容
经典控制理论(19世纪中叶--20世纪50年代)
控制理论 现代控自动”功能的装置自古有之，瓦
制 工
特发明的蒸汽机上的离心调速器是比较自觉
程 基
地运用反馈原理进行设计并取得成功的首例
础 。 麦克斯韦对它的稳定性进行分析，于
1868年发表的论文当属最早的理论工作。
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第一章 绪论
从20世纪20年代到40年代形成了以时
域法，频率法和根轨迹法为支柱的“古典
”控制理论。
控
60年代以来，随着计算机技术的发展
制 工
和航天等高科技的推动，又产生了基于状
自动控制理论与实践的不断发展，为人们提供
了设计最佳系统的方法，大大提高了生产率，同时
促进了技术的进步。
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第一章 绪论
第一节 控制论的基本含义
一、 控制的含义
控制（Control）：是指由人或用控制装置使受控对
象按照一定目的来动作所进行的操作。
控 制
例：用微型计算机控制热处理炉的炉温使之保持
第一章 绪论
控制的分类
人工控制： 指控制的任务由人来完成。
煤气灶上油煎鸡蛋时的油温控制
控 自行车速度控制 收音机音量调节 汽车驾驶
制
工 程
自动控制：
指控制的任务用控制装置来完成，
基
础
而人不经常直接参与。
电饭煲 空调 抽水马桶 声控光控路灯
电动机转速控制 导弹飞行控制 自动控制系统：一般由控制装置和被控对象组成。