控制工程 吉林大学考研资料.ppt

吉林大学通信工程学院 控制工程基础 主讲教师 刘振泽 绪论 本章学习目标本课程隶属学科控制工程的发展及其在各领域中的应用课程的主要内容及授课安排学习本课程的基本要求 使用常规仪表的中央控制室 早期的DCS控制系统 现代的DCS控制系统 现代操作室 一 本课程隶属学科 控制工程基础 课程是为了适应技术应用型本科特点 在自动控制理论等课程的基础上 突出 理论以够用为度 重在应用 的原则 为控制类 电气与信息类等专业开设的技术基础课程 它隶属于控制论中的工程控制论的经典控制论 沟通基础科学的实践应用 用于指导工程技术的实现与应用 隶属关系如下 课程的性质和特点1 讨论的对象 因果系统 工程系统系统的广义性 经济 社会 工程 生物 环境 医学课程特点 研究系统的共性问题 课程的性质和特点2 自动控制是一门技术学科 从方法论的角度来研究系统的建立 分析与设计 自动控制原理 是本学科的专业基础课 是自动控制理论的基础课程 该课程与其它课程的关系如下 微积分 含微分方程 电机与拖动 模拟电子技术 线性代数 电路理论 信号与系统 自动控制理论 复变函数 拉普拉斯变换 大学物理 力学 热力学 二 自动控制原理的发展及其在各领域中的应用 1 发展第一代控制理论 经典控制理论第二代控制理论 现代控制理论第三代控制理论 大系统理论和智能控制理论 历史的回顾 18世纪 JamesWatt为控制蒸汽机速度设计的离心调节器 是自动控制领域的第一项重大成果 1922年 Minorsky研制出船舶操纵自动控制器 并证明了从系统的微分方程确定系统的稳定性的方法 1932年 Nyquist提出了一种根据系统的开环频率响应 对稳态正弦输入 确定闭环系统稳定性的方法 1934年 Hezen提出了用于位置控制系统的伺服机构的概念 讨论了可以精确跟踪变化的输入信号的机电伺服机构 19世纪40年代 频率响应法为闭环控制系统提供了一种可行方法 Evans提出并完善了根轨迹法 19世纪50年代末 控制系统设计问题的重点从设计许多可行系统中的一种系统 转到设计在某种意义上的最佳系统 19世纪60年代 数字计算机的出现为复杂系统的基于时域分析的现代控制理论提供了可能 从1960年到1980 确定性系统 随机系统的最佳控制 及复杂系统的自适应和学习控制 都得到充分的研究 从1980年到现在 现代控制理论进展集中于鲁棒控制 H 控制及其相关课题 古典控制理论以传递函数为基础研究单输入 单输出一类定常控制系统的分析与设计问题 这些理论由于其发展较早 现已臻成熟 现代控制以状态空间法为基础 研究多输入 多输出 时变 非线性一类控制系统的分析与设计问题 系统具有高精度和高效能的特点 应用 1 自动化控制技术形成时期 2 局部自动化时期 20世纪40 50年代 经典控制理论的形成和发展 局部自动化的广泛应用 电子数字计算机的发明 3 综合自动化时期 20世纪50年代末至今 现代控制理论迅速发展 形成了多个重要分支 系统辨识 建模与仿真 自适应控制和自校正控制器 遥测 遥控和遥感 综合自动化 大系统理论的诞生 模式识别和人工智能 智能控制的诞生 三 本课程的主要内容及授课安排 章节内容计划学时 30 绪论2第一章自动控制的一般概念2第二章控制系统的数学模型8第三章时域分析法8第四章频率法8第五章控制系统的校正2 四 学习本课程的基本要求 以教材为基础 以课堂讲授为线索 参阅相关参考文献 充实所学知识 提高应用能力 基本要求为 1 掌握建立数学模型的基本方法及传递函数 2 熟悉实际应用系统的性能指标 并掌握对控制系统性能的要求