自控第一章

1. 基本概念
- 1) 自动控制
- 2) 自动控制相关历史
2. “自控”要素
- 1) 系统描述：这里主要是讲解对于同一个线性系统的不同描述方式，而不是教你如何对系统进行建模！
- 2) 控制方法：如何施加外作用实现控制——控制信号/偏差+控制器
- 3) 被控系统的基本要求：一个系统要满足什么基本的性能指标——稳准快！
3. 拉普拉斯变换
- 1) 定义
- 2) 意义
- 3) 需记住会推导的内容：必考必须会![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/3f38614e145d4389ab88a055f710b051.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA5b-F5L-u5bGF5aOr,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)

1. 基本概念

1) 自动控制

A. 概念：没有人直接参与，利用控制器，使被控对象的被控量自动按照预定的规律运行
B. 例子：利用控制器，让机械臂关节（被控对象）的转速（被控量）保持恒定

2) 自动控制相关历史

A. 1868年，麦克斯韦尔研究反馈系统的稳定性的问题，论文“论调速器”
B. 1892年，俄国学者李雅普诺夫发表“论运动稳定性的一般问题”
C. 1927年，反馈放大器的诞生，确定了“反馈”的核心地位
D. 1945年《系统论》，1948年控制论，形成完整的控制理论体系——以传递函数为基础的经典控制理论，主要研究单输入单输出，线性定常系统的分析和设计
E. 20世纪60年代，第二代控制理论——现代控制理论，其中包括以状态为基础的状态空间放，贝尔曼动态规划法，极小值原理和卡尔曼滤波器，主要研究具有高性能、高精度和多耦合回路的多变量系统的分析和设计问题
F. …但是，百余年的发展，反馈控制理论与技术占据了极其重要的地位！我们现在学的是指传统的控制理论。

2. “自控”要素

1) 系统描述：这里主要是讲解对于同一个线性系统的不同描述方式，而不是教你如何对系统进行建模！

同一个系统，可以选用不同的数学模型

a) 研究时域响应时可以用传递函数，
b) 研究频域响应时则要用频率特性。

2) 控制方法：如何施加外作用实现控制——控制信号/偏差+控制器

A. 典型的外作用（易得，有代表性，简单好计算）：阶跃函数斜坡函数脉冲函数正弦函数
B. 如何施加外作用实现控制

a) 开环控制: 控制信号+控制器
b) 闭环（反馈）控制: 偏差+控制器

原理：【由偏差产生控制作用】通过测量，比较而得到偏差，由偏差产生控制作用使被控量趋近于要求值，使偏差消除或减少。又称为反馈控制系统。

c) 开闭环对比：开环成本低简单性能差，闭环反之，同时参数不好时系统可能无法工作
d) 复合控制：闭环基础上附加输入或者扰动的顺畅通路，来提高精度

3) 被控系统的基本要求：一个系统要满足什么基本的性能指标——稳准快！

A. 稳定性：受扰动能稳定于期望值，不持续振荡或者发散振荡

a) 稳定性是系统正常工作的必要条件

B. 准确性：过渡过程结束后，稳态误差比较小，趋于零。

C.快速性：各种指标！

a) 系统的响应速度快：对输入的快速响应
b) 过渡过程时间短：快速恢复到稳定
c) 超调量小：不会过于离谱
d) 系统的稳定性足够好、频带足够宽，才可能实现快速性的要求。【这句话不是很懂】

D. 性能要求与权衡：同一个系统，稳、准、快是相互制约的，

a) 提高过程的快速性，会引起系统强烈振荡；
b) 改善平稳性，过程又可能变地迟缓，甚至使最终的精度变的很差；

3. 拉普拉斯变换

1) 定义

信号f(t)的拉普拉斯积分相当于信号 f ( t ) ∗ e − a t f(t)*e^{-at} f(t)∗e−at的傅里叶积分，无法利用傅里叶分析的，可以用拉式

2) 意义

时间域的微积分运算变成了代数运算！

3) 需记住会推导的内容：必考必须会

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