电气工程及自动化学院
自动控制原理
参考教材
张爱民. 自动控制原理. 北京:清华大学出版社,2006.
刘明俊,. 湖南:国防科技大学出版社,2000.
包建华,,徐师大自编.
主要内容
第一章绪论
第二章控制系统的数学模型
第三章控制系统的时域分析
第四章根轨迹法
第五章频率响应法
第六章控制系统的校正
第九章状态空间分析法
课时计划与安排
本课程共计72学时,其中理论课64学时,实验课8学时。具体安排如下
理论课
经典控制理论(第1-6章)
现代控制理论(第9章)
实验课
典型环节及其阶跃响应
二阶系统阶跃响应
系统频率特性测量
连续系统串联超前校正
自动控制理论发展史简述
自动控制系统的一般概念
开环控制与闭环控制
自动控制系统的分类
对自动控制系统的要求本课程的任务
第一章绪论
自动控制理论发展史简述
(一)萌芽阶段——18世纪中叶
1、世界公认为第一个自动控制系统的是1788年瓦特发明的离心式调速器。
瓦特(1736 -1819)英国著名的发明家
1788年瓦特发明的离心式调速器
2、俄国人波尔佐诺夫发明锅炉水位调节器。
一、发展史简述
(二)奠基阶段——经典控制论(60年代以前)
1、1932年,奈奎斯特针对反馈放大器提出几何稳定判据——奈氏图、奈氏判据。从时域分析转到频域分析
2、1940年,博德在频率法中引入对数坐标系,使频率特性的绘制工作更加适用于工程实际。博德图
3、1942年,哈里斯引入传递函数概念,用方框图、环节、输入和输出等信息传输的概念来描述系统的性能和关系。
4、1948年,埃文斯提出了控制系统非常实用的设计方法—根轨迹法,用参数变化时特征方程的根变化轨迹来研究系统。
5、1948年,美国数学家维纳出版了《控制——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,系统地论述了控制理论的一般原理和方法,奠定了控制论的基础。
6、50年代中期,添加了非线性系统理论和离散控制理论,形成了完整的理论体系。
(三)发展阶段——现代控制论(20世纪60年代后)
二次世界大战中火炮、雷达、飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。
五十年代后兴起的现代控制起源于冷战时期的军备竞赛,以及计算机技术的出现,则促进了新的控制理论的出现和发展。
1、1956年,. Pontryagin(庞特里亚金)发表了《最优过程数学理论》,提出极大值原理(Maximum Principle)。
. Pontryagin
. Kalman
R. Bellman
三大基石
2、1957年,美国R. Bellman在RAND Cooperation数学部的支持下,发表著名的动态规划(Dynamic Programming),建立最优控制的基础。
3、1960年,美籍匈牙利人R. E. Kalman发表《On the General Theory of Control Systems》等论文,引入状态空间法分析系统,提出能控性,能观测性,最佳调节器和kalman 滤波等概念,奠定了现代控制理论的基础。
4、1965年,Zadeh提出模糊集合和模糊控制的概念。
5、1958年,. Jury 发表“数字控制系统”(Sampled-Data Control System) ,建立了数字控制及数字信号处理的基础。
6、1967年,瑞典Karl J. Astrom提出最小二乘辩识,解决了线性定常系统参数估计问题和定阶方法,六年后,提出了自启调节器,建立自适应控制的基础。
7、1970年,英国H. H. Rosenbrock 发表State Space and Multivariable Theory。1974年, Wonham 发表Linear Multivariable Control: A Geometric Approach 。
8、1976年,美国R. Brockett提出用微分几何研究非线性控制系统,1985年,意大利A. Isidori出版(Nonlinear Control Systems) 。
9、1981年加拿大G. Zames提出H-inf. 鲁棒控制设计方法
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