自动控制原理
Principles of Automatic Control
系统分析和设计的目的是通过求取系统的运动形式,以稳定性问题的解决为中心,对系统实施有效的控制。
一、基础知识
基本概念:
自动控制系统:自动控制原理设计的对象
经典输入信号:函数形式简单,易于产生,方便实验和测试,反映系统在某一方面的性质
控制系统的数学模型:利用数学建模方法,对控制系统进行建模
数学基础:
微分方程:描述系统随时间的变化情况,主要数学问题
拉普拉斯变换:将时域转到复频域,将微分方程转为代数方程
z 变换:采样信号的拉普拉斯变换,主要在离散系统中使用
二、主要分支
经典控制理论:以传递函数为基础,研究 SISO 线性定常系统
现代控制理论:以状态空间为基础,研究MIMO 非线性系统
计算机控制系统:计算机参与控制的闭环控制系统,也称数字控制系统或离散控制系统
非线性控制:由非线性微分方程(或差分方程)描述的动态系统
最优控制:设计一个控制律,使得某个特定的性能指标(或称成本泛函)达到极值
控制系统的分析与综合
- 分析:建立数学模型的基础上分析系统的各种性能,及其与系统的结构、参数和外部作用间的关系。
- 综合:设计控制器,寻求改善系统性能的各种控制规律,以保证系统的各项性能指标要求都能得到满足。(使得系统性能满足某种笼统指标要求的为常规综合,系统性能在某种意义下达到最优的为最优综合)
参考资料
- 胡寿松,姜斌,张绍杰. 自动控制原理(第八版). 科学出版社
- 刘豹,唐万生.现代控制理论(第三版). 机械工业出版社
- Richard C.Dorf, Robert H.Bishop. Modern Control Systems (13th). Pearson