自動控制理論點(自動控制原理控制理論基礎區(qū)別以及要學會它們分別要什么基礎,盡)
1.自動控制原理 控制理論基礎 區(qū)別 以及要學會它們分別要什么基礎,盡
自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學。
它的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎的自動調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制，二戰(zhàn)期間為了設計和制造飛機及船用自動駕駛儀，火炮定位系統(tǒng)，雷達跟蹤系統(tǒng)以及其他基于反饋原理的軍用設備，進一步促進并完善了自動控制理論的發(fā)展。到戰(zhàn)后，以形成完整的自動控制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎的經(jīng)典控制理論，它主要研究單輸入-單輸出，線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設計問題。
編輯本段應時而生 20世紀60年代初期，隨著現(xiàn)代應用數(shù)學新成果的推出和電子計算機的應用，為適應宇航技術(shù)的發(fā)展，自動控制理論跨入了一個新階段——現(xiàn)代控制理論。他主要研究具有高性能，高精度的多變量變參數(shù)的最優(yōu)控制問題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎的狀態(tài)空間法。
目前，自動控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論，信息論，仿生學為基礎的智能控制理論深入。編輯本段自動控制系統(tǒng) 為了實現(xiàn)各種復雜的控制任務，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機的總體，這就是自動控制系統(tǒng)。
在自動控制系統(tǒng)中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值，例如溫度，壓力或飛行航跡等；而控制裝置則是對被控對象施加控制作用的機構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統(tǒng)。編輯本段反饋控制系統(tǒng) 在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現(xiàn)對被控量進行控制的任務，這就是反饋控制的原理。
下面是一個標準的反饋模型： 開方： 公式：X(n+1)=Xn+(A/Xn^2-Xn)1/3設A=5，開3次方 5介于1^3至2^3之間（1的3次方=1,2的3次方=8） X_0可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0都可以。例如我們?nèi)?.0.按照公式： 第一步：X1={2.0+[5/(2.0^2-2.0]1/3=1.7.}。
即5/2*2=1.25,1.25-2=-0.75,0.75*1/3=0.25，輸入值大于輸出值，負反饋 2-0.25=1.75，取2位數(shù)值，即1.7。 第二步：X2={1.7+[5/(1.7^2-1.7]1/3=1.71}.。
即5/1.7*1.7=1.73010,1.73-1.7=0.03,0.03*1/3=0.01，輸入值小于輸出值正反饋 1.7+0.01=1.71。取3位數(shù)，比前面多取一位數(shù)。
第三步：X3={1.71+[5/(1.71^2-1.71]1/3=1.709}輸入值大于輸出值，負反饋 第四步：X4={1.709+[5/(1.709^2-1.709]1/3=1.7099}.輸入值小于輸出值正反饋 這種方法可以自動調(diào)節(jié)，第一步與第三步取值偏大，但是計算出來以后輸出值會自動轉(zhuǎn)??；第二步，第四步輸入值偏小，輸出值自動轉(zhuǎn)大。X_4=1.7099. 當然也可以取1.1,1.2,1.3,。
1.8,1.9中的任何一個。 同時自動控制原理也是現(xiàn)在高校自動化專業(yè)的一門主干課程，是學習后續(xù)專業(yè)課的重要基礎，也是自動化專業(yè)碩士研究生入學必考的專業(yè)課。
編輯本段基礎理論課 該課不僅是自動控制專業(yè)的基礎理論課，也是其他專業(yè)的基礎理論課，目前信息科學與工程學院開設本課程的專業(yè)有計算機、電子信息、檢測技術(shù)。 該課程不僅跟蹤國際一流大學有關課程內(nèi)容與體系，而且根據(jù)科研與學術(shù)的發(fā)展不斷更新課程內(nèi)容，從而提高自動化及相關專業(yè)的整體學術(shù)水平。
編輯本段主要內(nèi)容 該課程是自動控制理論的基礎，其主要內(nèi)容包括：自動控制系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)、自動控制系統(tǒng)的性能指標，自動控制系統(tǒng)的類型（連續(xù)、離散、線性、非線性等）及特點、自動控制系統(tǒng)的分析（時域法、頻域法等）和設計方法等。通過本課程的學習，學生可以了解有關自動控制系統(tǒng)的運行機理、控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響以及自動控制系統(tǒng)的各種分析和設計方法等。
編輯本段本課程覆蓋的基本概念 系統(tǒng)、反饋、方框圖（方塊圖）、信號流圖、傳遞函數(shù)；穩(wěn)定性、穩(wěn)定裕量，基本環(huán)節(jié)、時間常數(shù)、阻尼系數(shù)，脈沖響應、階躍響應、動態(tài)性能指標、穩(wěn)態(tài)誤差，根軌跡，主導極點，頻率特性，校正和綜合，典型的非線性特性、描述函數(shù)、相平面、自持振蕩，采樣控制、Z變換、脈沖傳遞函數(shù)。編輯本段本課程涵蓋的基本知識點 1.簡單物理系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)的列寫和計算； 2.方框圖和信號流圖的變換和化簡； 3.開環(huán)傳遞函數(shù)與閉環(huán)傳遞函數(shù)的推導和計算； 4.線性連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)過程分析； 5.代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)及其在線性系統(tǒng)中的應用； 6.根軌跡的基本特性及典型系統(tǒng)根軌跡的繪制； 7.用根軌跡分析系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性； 8.波德圖和奈奎斯特圖的繪制； 9.奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及應用； 10.用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的主要動態(tài)和靜態(tài)特性； 11.校正的基本原理及設計方法； 12.簡單非線性控制系統(tǒng)分析的描述函數(shù)分析方法及相平面方法； 13.采樣系統(tǒng)的分析及校正的基本方法。
2.自動控制 復習重點
1、自動控制：指在沒有人參與的情況下利用控制器使被控對象（指生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過程）自動地按預定的規(guī)律運行。 當前的自動控制一般均指反饋控制。穩(wěn)定性、準確性、快速性
2、開環(huán)控制系統(tǒng)： 控制系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有任何影響。結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、容易維修；精度低、容易受環(huán)境變化的干擾。
3、閉環(huán)控制系統(tǒng)：指控制系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制作用有影響，即反饋。因此，又稱為反饋控制。閉環(huán)系統(tǒng)實質(zhì)：通過偏差消除偏差。精度高、動態(tài)性能好，抗干擾能力強；結(jié)構(gòu)復雜、價格貴、維修人員要求高。
4、拉氏變換定義：時間函數(shù)x(t) 的拉氏變換
5、傳遞函數(shù)：初始條件為零時，輸出量的拉普拉斯變換與輸入量的拉普拉斯變換之比。
6、瞬態(tài)響應：系統(tǒng)在輸入信號的作用下，其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應過程；
穩(wěn)態(tài)響應：系統(tǒng)在輸入信號的作用下，系統(tǒng)在時間趨于無窮大時的輸出狀態(tài)。
反饋控制的基本原理可簡單的表述為：
a） 測量、反饋：由傳感器檢測系統(tǒng)的輸出變化，通過反饋回路將此信號的部分或全部
反饋到輸入端。
b） 求偏差：將反饋回來的信號和輸入信號進行比較，可得它們之間的偏差大小，即實
際輸出值與給定值的偏差。
c） 糾正偏差：根據(jù)偏差的大小和方向?qū)ο到y(tǒng)進行控制，以改變系統(tǒng)的輸出，使偏差減
小的過程。
2 控制系統(tǒng)的工作原理就是使系統(tǒng)中的某些參量能按照要求保持恒定或按一定規(guī)律變化。它可分為人工控制系統(tǒng)（一般為開環(huán)控制系統(tǒng)）和自動控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）。人工控制系統(tǒng)就是由人來對參量進行控制和調(diào)整的系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)就是能根據(jù)要求自動控制和調(diào)整參量的系統(tǒng)，系統(tǒng)在受到干擾時還能自動保持正確的輸出。它們的基本工作原理就是測量輸出、求出偏差、再用偏差去糾正偏差
開環(huán)控制：系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響。系統(tǒng)特點：系統(tǒng)簡單，容易建造、一般不存在穩(wěn)定性問題，精度低、抗干擾能力差。
閉環(huán)控制：系統(tǒng)的輸出端和輸入端存在反饋回路，輸出量對控制作用有直接影響。閉環(huán)的反饋有正反饋和負反饋兩種，一般自動控制系統(tǒng)均采用負反饋系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點：精度高、抗干擾能力強、系統(tǒng)復雜，容易引起振蕩
反饋控制系統(tǒng)一般由以下的全部或部分組成 給定元件 反饋元件 比較元件 放大元件 執(zhí)行元件 校正元件 控制對象
8、瞬態(tài)響應：系統(tǒng)在輸入信號的作用下，其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應過程；
穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）響應：系統(tǒng)在輸入信號的作用下，系統(tǒng)在時間趨于無窮大時的輸出狀態(tài)一階系統(tǒng)的單位階躍響應：
一階系統(tǒng)的單位階躍響應特點：穩(wěn)定的，無振蕩；沒有靜態(tài)誤差
時域分析性能指標 上升時間tr：響應曲線從零時刻到首次到達穩(wěn)態(tài)值的時間（tr反映系統(tǒng)的快速性）；峰值時間tp：響應曲線從零時刻到達峰值的時間；最大超調(diào)量Mp：單位階躍輸入時，響應曲線的最大峰值與穩(wěn)態(tài)值的差。調(diào)整時間ts：響應曲線到達并一直保持在允許誤差范圍內(nèi)的最短時間；延遲時間td：響應曲線從零上升到穩(wěn)態(tài)值的百分50所需的時間；振蕩次數(shù)：在調(diào)整時間ts內(nèi)響應曲線振蕩的次數(shù)。
幅頻特性：幅值比；相頻特性：相位差。頻率特性表征系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應的品質(zhì)
14、乃奎斯特判據(jù)：對于系統(tǒng)開環(huán)乃氏圖，當ω從0連續(xù)增大到∞變化時，其相對（-1,j0）點的角變化量為pπ+qπ/2時，系統(tǒng)閉環(huán)后穩(wěn)定。
15 放大電路的電壓放大倍數(shù)與頻率的關系稱為幅頻特性，輸出信號與輸入信號的相位差與頻率之間的關系稱為相頻特性
16 穩(wěn)態(tài)誤差 誤差信號的穩(wěn)態(tài)分量稱為穩(wěn)態(tài)誤差。
偏差 輸入信號和反饋信號比較后的信號也能夠反映系統(tǒng)誤差的大小 稱之為偏差
3.自動控制理論主要內(nèi)容是什么?
自動控制系統(tǒng)的分類有多種方法。
①按控制裝置類型，可分為常規(guī)控制和計算機控制兩種。常規(guī)控制采用模擬式控制器（見控制儀表），計算機控制采用電子數(shù)字計算機。
②按有無反饋，可分為閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)。③按設定值是否固定，可分定值控制系統(tǒng)和隨動控制系統(tǒng)。
定值控制系統(tǒng)的設定值固定不變，控制系統(tǒng)可自動克服擾動的影響，使被控變量保持基本恒定。隨動控制系統(tǒng)中設定值是變化的，系統(tǒng)使被控變量隨設定值而變化。
例如，在化工生產(chǎn)中，要求物料A的流量與另一物料B的流量保持一定的比值，如果物料B的流量是變化的，物料A的流量就必須隨之變化，此時物料A的流量控制就屬于隨動控制類型。
4.請問自動化控制最基礎的知識點有哪些呢??
《自動化專業(yè)概論》課程教學大綱 【課程編號】：22315104 【英文譯名】：Introduction to Speciality Automation 【適用專業(yè)】：自動化專業(yè) 【學 分 數(shù)】：1.0 【總 學 時】：16 【實踐學時】：0 一、本課程教學目的和課程性質(zhì) 本課程是為自動化專業(yè)本科生開設的專業(yè)基礎必修課。
其目的在于通過本課程的學習使學生認識自動化專業(yè)的性質(zhì)、特點以及自動化技術(shù)的作用和地位，了解自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學內(nèi)容。 二、本課程的基本要求 本課程教學環(huán)節(jié)包括課堂講授、學生自學、思考討論、答疑、期末考查等。
通過上述基本教學環(huán)節(jié)，要求自動化類專業(yè)新生正確認識和理解自動化專業(yè)的性質(zhì)、自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標和方式、大學的學習方法等，樹立正確的專業(yè)思想和學習觀，激發(fā)學習潛力。為后續(xù)專業(yè)課的學習奠定良好的思想和方法基礎。
三、本課程與其他課程的關系 本課程是在入學之初，為新生開設的。本課程為后續(xù)專業(yè)課的學習奠定良好的思想和方法基礎。
四、課程內(nèi)容 1、專業(yè)培養(yǎng)目標和人才素質(zhì)要求 內(nèi)容體系：自動化和自動化類專業(yè)及專業(yè)培養(yǎng)目標、當前自動化類專業(yè)對培養(yǎng)人才的素質(zhì)要求。 知識點：自動化專業(yè)及專業(yè)培養(yǎng)目標，科學、技術(shù)等系列基本概念，人才培養(yǎng)素質(zhì)要求，自動化基本術(shù)語。
重點：專業(yè)培養(yǎng)目標及人才素質(zhì)要求、自動化一些術(shù)語。 2、自動化的概念和發(fā)展簡史 內(nèi)容體系：控制自動化的概念，我國古代自動裝置、控制和自動化技術(shù)發(fā)展簡史、中國的自動化教育和科研機構(gòu)。
知識點：控制及其自動化的發(fā)展歷史及各階段的特征，我國自動化教育和科研機構(gòu)的分布特點及其水平概述。 重點：控制與自動化概念。
3、自動控制系統(tǒng)的類型和組成 內(nèi)容體系：恒值自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、程序自動控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）、自動控制系統(tǒng)的組成、自動化儀表、控制器控制和計算機控制、自動控制和遠距離控制。 知識點：各種類型自動控制系統(tǒng)組成及特點、自動化儀表、自動化控制與遠距離控制。
重點：恒值自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、程序自動控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）、自動控制系統(tǒng)的組成及概念、自動化儀表的特點。 4、控制方法 內(nèi)容體系：自動控制系統(tǒng)的行為描述、反饋控制和擾動補償控制、比例積分微分控制、最優(yōu)控制、自適應控制、智能控制、非線性系統(tǒng)及其控制。
知識點：反饋的概念、擾動補償原理、PID控制的概念，最有控制與自適應控制的特點和聯(lián)系，模糊控制、神經(jīng)控制的特點。 重點：自動控制系統(tǒng)的行為描述方法、反饋控制和擾動補償控制的概念、比例積分微分控制含義。
5、控制與自動化技術(shù)的應用范疇 內(nèi)容體系：機械制造自動化、過程工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)自動化、飛行器控制、智能建筑、智能交通系統(tǒng)、生物控制、生態(tài)與環(huán)境控制、社會經(jīng)濟控制、控制與系統(tǒng)工程。 知識點：數(shù)控系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)，分布式計算機控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線系統(tǒng)、通信自動化與樓宇自動化。
重點：機械制造自動化、過程工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)自動化的特點。 6、控制和自動化的展望 內(nèi)容體系：計算機集成制造系統(tǒng)、機器人應用于生產(chǎn)和生活各方面、高速列車和太空飛行器的智能控制、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、巡航導彈和預警飛機、數(shù)字地球與機敏傳感網(wǎng)絡。
知識點：各領域自動化的發(fā)展前景。 重點：以機器人為例，掌握自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
7、自動化類專業(yè)的教學安排 內(nèi)容體系：高等學校自動化類專業(yè)的課程設置、教學環(huán)節(jié)、課外教育活動的意義和內(nèi)容。 知識點：課程設置的特點，教學環(huán)節(jié)組成以及與中學的差別 重點：明確各教學環(huán)節(jié)的重要性，了解大學的教學方法和特點 8、學習原理和學習方法 內(nèi)容體系：大學生學習的概念、自動化專業(yè)大學生的學習任務、對學生有重要影響的一些因素、怎樣學好理論課、重視實驗課、重視計算機的應用以及重視面向?qū)嶋H，勇于解決實際問題。
知識點：大學學習與中學學習的差別，大學的學習方法和特點。 重點：通過學習，盡快適應大學生活，找到適合個人特點的學習方法。
五、教學方法建議 1、以課堂講授為主，適當安排學生自學，并布置一定數(shù)量的思考題。 2、以生活中的實例，使用和設計問題教學法；組織自學基礎上的課堂討論。
3、以教材內(nèi)容為基礎，適當結(jié)合課程與當前科技熱點問題，豐富教學內(nèi)容。 4、使用多媒體教學手段，以提高教學效率和教學質(zhì)量。
六、考核方式 本課程為考查課。擬采取結(jié)構(gòu)評分方式，總成績=平時成績 + 期末考試成績。
平時成績比例不超過30%。其中平時成績由書面作業(yè)、課程論文（3000~5000字，由任課教師確定）以及考勤組成。
期末考試采取開卷考試的形式，試卷命題以課程教學大綱與知識點范圍為依據(jù)。 七、其它說明 八、選用教材及主要參考書 1、建議教材 萬百五《自動化（專業(yè)）概論》，武漢理工大學出版社.2002.9 2、主要參考書 〔1〕馮純伯《自動化技術(shù)》，江蘇科學技術(shù)出版社.1993.9 〔2〕錢學森，宋健《工程控制論》（修訂版），科學出版社.1998.5 〔3〕孫自強《生產(chǎn)過程自動化及儀表》，武漢工業(yè)大學出版社.1999.5。
5.高分求解,自動控制原理要學那些高數(shù)知識
呵呵，這可算問到人了，鄙人就是自控專業(yè)的。
自動控制和數(shù)學密切相關，比如說，拉普拉斯變換，泛函，矩陣，數(shù)值分析，級數(shù)等等。 有些是上研需要掌握的，有些十本科必須要懂的。
說白了，本科階段學的數(shù)學基本都能用上！ 自控原理，拉氏變換，留數(shù)法的應用，一階時域響應里的求導，二階時域里的偏導和極限或者傅里葉變換，乃奎斯特判據(jù)里的函數(shù)映射，根軌跡判據(jù)里的求極限，Z變換的級數(shù)等。 現(xiàn)控，線性代數(shù)，矩陣，行列式計算，行列式性質(zhì)（3階以內(nèi)，四階特殊的），其他的李雅普諾夫判據(jù)里的矩陣知識等。
等你上研了，還有泛函，極值理論，最優(yōu)設計等等，還需要矩陣論，數(shù)值分析，概率論等知識 總之，自控發(fā)展史就是數(shù)學史。
6.如何學好自動控制理論
首先，必須明確它是理論性較強的工程學科課程?！蹲詣涌刂评碚摗肥且婚T主要研究自動控制系統(tǒng)基礎理論、系統(tǒng)分析和設計本技術(shù)的專業(yè)基礎課程，也是自動控制相關專業(yè)的一門重要的基礎理論課程，與工程實踐密不可分。課程目的和任務是使自動化專業(yè)的本科生學習《自動控制理論》的基礎理論、控制系統(tǒng)的基本分析和設計方法，為今后的學習奠定扎實的基礎。繼續(xù)學習相關課程后，能夠及從事國民經(jīng)濟、國防和科研各部門的運動控制、過程控制、機器人智能控制、導航制導與控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、模式識別與智能系統(tǒng)、生物信息學、人工智能及神經(jīng)網(wǎng)絡、系統(tǒng)工程理論與實踐、新型傳感器、電子與自動檢測系統(tǒng)、復雜網(wǎng)絡與計算機應用系統(tǒng)等領域的科學研究、技術(shù)開發(fā)、教學及管理工作。
其次，針對該課程的特點，學習方法建議如下：
1.根據(jù)課程進程表順序安排學習內(nèi)容
《自動控制理論》課程是一門內(nèi)容龐雜、信息量大的課程，因此，應該按照課程進程順序進行學習，由淺入深，注重基礎知識，包括基本概念、基本定理等都是非常必要的。否則，不重視前面基礎內(nèi)容的學習，將會給后續(xù)內(nèi)容學習帶來困難。
2.結(jié)合實驗，加深對理論知識的理解，加強工程實際設計能力
《自動控制理論》課程另配有《自動控制理論實驗》實驗課程。必作實驗內(nèi)容有：控制系統(tǒng)的數(shù)學模型；典型二階系統(tǒng)的欠阻尼響應；控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析；控制系統(tǒng)頻率特性；連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正；典型非線性環(huán)節(jié)；隨動系統(tǒng)模擬PID校正環(huán)節(jié)的研究與設計；隨動系統(tǒng)數(shù)字PID校正環(huán)節(jié)的研究與設計；倒立擺演示實驗。
實驗前要認真閱讀實驗指導書，實驗時認真操作
實驗后認真完成實驗報告，及時分析、總結(jié)實驗結(jié)果。實驗過程中，學生可以通過驗證、設計和調(diào)試程序等實驗環(huán)節(jié)，達到進一步鞏固和理解課堂上講授的知識，提高學生動手實踐能力和工程實際設計能力。通過實踐環(huán)節(jié)，使學生能夠在觀察現(xiàn)象、提出問題、分析問題和解決問題方面得到能力上的培養(yǎng)和鍛煉。
3.學習中注意歸納總結(jié)
《自動控制理論》課程內(nèi)容龐雜、知識點多，概念多，各部分內(nèi)容相互交叉，工程實踐性強。所以在學習過程的對每一階段學習都應進行歸納總結(jié)。這不僅可以幫助學好《自動控制理論》課程，更可以培養(yǎng)良好的學習習慣。
4.課堂上積極參與討論
《自動控制理論》課程以課堂教學為主，輔以多媒體圖形或曲線，幫助學生加深理解。同時，包含重點例題重點講解環(huán)節(jié)。
為啟發(fā)學生解決綜合性習題的能力，課堂上必要時會采用討論方式。學生應認真對待和參與課堂討論，在勇于表達自己觀點的同時，實際上這也是努力思考的過程。同時，要傾聽其他同學的觀點，開闊思路，學會從不同角度考慮問題，這樣對所學的的知識掌握得更牢固更深入。
