自动控制原理学习笔记（一）

第一章 绪论

1.1 经典控制理论的不足

1. 简单对象：仅适用于单输入单输出、线性、时不变系统
2. 缺乏系统化方法：图形化方法，依赖于设计人员的经验
3. 达到的性能要求较低，不能处理多目标性能

1.2 现代控制理论（状态空间）的特点

1.描述对象：适用于多输入多输出、时变、非线性系统

2.处理方法：应用现代数学方法，以计算机作为工具，系统化的分析和综合方法

3.实现多目标控制

1.3 开环与闭环控制对比

	开环控制系统	闭环控制系统
优点	结构简单、价格低廉、调试简单	准确、精度高，反应灵敏、快速，稳定性好，元件变化影响小，抗干扰
缺点	准确性差、反应慢、不抗干扰、元件变化影响大	结构复杂，成本高，调试复杂

1.4 常用术语及对应英文

1.5 自动控制系统的分类和示例

1. 线性定常连续系统
   $$a_0\frac{d^n}{d{t}^n}c(t)+a_1\frac{d^{n-1}}{d{t}^{n-1}}c(t)+\cdots +a_{n}c(t)=b_0\frac{d^m}{d{t}^m}c(t)+b_1\frac{d^{m-1}}{d{t}^{m-1}}c(t)+\cdots +b_{m}c(t)$$

$$c(t)为系统输出，r(t)为系统输入$$

• **线性：**各变量及其导数以一次幂形式出现，无交叉相乘
• **定常：**各系数$a_k,b_k$都是常数，不随时间变化
• **连续：**系统中各信号随时间连续变化

2.线性定常离散控制系统

3.非线性控制系统

线性系统的性质

1.叠加性

2.齐次性

表现为$x(t)=a{x}_1(t)+b{x}_2(t)$, 则有$y(t)=a{y}_1(t)+b{y}_2(t)$

判断是否为线性系统，就运用上述两个性质验证

★判断是否为定常系统★

1.6 控制系统基本要求

稳定性、快速性、准确性、平稳性

1.7 课程主要内容

1. 数学模型描述
2. 时域分析
3. 稳定性分析
4. 频域分析