中科大自動(dòng)控制理論845考研必看

1、教材：現(xiàn)代控制系統(tǒng) 謝紅衛(wèi) 對(duì)于我們每個(gè)人來(lái)說(shuō)，最重要和最有成效的學(xué)習(xí)方法是，重新發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新前人已有的答案和方法。 教學(xué)的最佳境界則是，向?qū)W生提供方法、技能、案例和機(jī)會(huì)， 由學(xué)生自己去尋求答案。 這樣，他們就可以自豪地說(shuō)，他們所學(xué)到的知識(shí)都是自己所發(fā)現(xiàn)的。 導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)概要控制系統(tǒng)概要 控制系統(tǒng)是能夠提供預(yù)期響應(yīng)的系統(tǒng)。通俗地說(shuō)，控制就是使被控對(duì)象按照我們預(yù)定的方式工作。 人類的支配欲無(wú)限，因此，被控對(duì)象有多種多樣，如， 工程技術(shù)對(duì)象，簡(jiǎn)單如家電，復(fù)雜如工業(yè)自動(dòng)化、精確制導(dǎo)、航天等 社會(huì)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)和生物系統(tǒng)被控對(duì)象輸入輸出圖1. 被控對(duì)象 控制：控制：通俗地說(shuō)，通俗地說(shuō)，控

2、制控制就是就是使使被被控對(duì)象控對(duì)象按照我們預(yù)定的方式工作按照我們預(yù)定的方式工作被控對(duì)象:有什么共同的特點(diǎn)？導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)概要控制系統(tǒng)概要被控對(duì)象:數(shù)學(xué)上怎么來(lái)描述？被控對(duì)象 ,x ts tx tv tx ta t位置 速度 加速度 ,22dttxdtxdttdxtxtx 微分描述變化：導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)概要控制系統(tǒng)概要被控對(duì)象的基本描述：微分方程被控被控對(duì)象對(duì)象, , , , ,0fy y yr r r 輸出y(t)輸入r(t)導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)概要控制系統(tǒng)概要求解微分方程，是整個(gè)控制理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（1）（2）（3） vtx atx 03 txtx 勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)一般

3、運(yùn)動(dòng)一般運(yùn)動(dòng)導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)概要控制系統(tǒng)概要導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)概要控制系統(tǒng)概要 變化的被控對(duì)象多種多樣，這導(dǎo)致了控制理論應(yīng)用的廣泛性，甚至出現(xiàn)了具有哲學(xué)意義的控制論。 例如： 錢老提倡的新三論（控制論、系統(tǒng)論、信息論） 管理中體現(xiàn)的控制論原理，等等 結(jié)論：學(xué)習(xí)本課程益處多多!導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)概要控制系統(tǒng)概要 但是！ 只有恰當(dāng)?shù)貙?shí)施了控制，才能得到預(yù)期的響應(yīng)。這是控制系統(tǒng)的核心和難點(diǎn)，也是本課程的主要內(nèi)容。導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)基本概念控制系統(tǒng)基本概念n被控對(duì)象（部件或系統(tǒng)）：具有因果關(guān)系的物理過(guò)程（或工程對(duì)象），是指要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程，如宇宙飛船，火炮操瞄裝置、飛機(jī)駕駛系統(tǒng)

4、以及工業(yè)生產(chǎn)的某種過(guò)程等。n自動(dòng)控制：沒(méi)有人直接參與的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象的某一物理量（被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)基本概念控制系統(tǒng)基本概念n控制裝置：常被歸納成執(zhí)行機(jī)構(gòu)、觀測(cè)器等。n反饋：把輸出量送回到輸入端并與輸入信號(hào)比較的過(guò)程。分為負(fù)反饋和正反饋 。 n控制系統(tǒng)：為了達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)（響應(yīng)）而設(shè)計(jì)出來(lái)的系統(tǒng)，它由相互關(guān)聯(lián)的部件組合而成，主要由控制裝置和被控對(duì)象組成。導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制 控制方式（結(jié)構(gòu)）粗略地可以分為兩種： 開環(huán)控制和閉環(huán)控制 執(zhí)行被控對(duì)象預(yù)期輸出實(shí)際輸出圖1.開環(huán)控制系統(tǒng)（無(wú)反饋）信號(hào)的單向傳遞圖1.3 電風(fēng)扇的

5、控制電機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）風(fēng)扇葉片（控制對(duì)象）開關(guān)或程序控制器例例1 1：開環(huán)控制系統(tǒng)控制電壓導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制控制目的：提高爐溫受控對(duì)象（物理實(shí)體）：爐子受控量（輸出物理量）：爐溫控制裝置：開關(guān)K和電熱絲，對(duì) 受控量起控制作用。例2：開環(huán)控制系統(tǒng) 導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制圖1.5 閉環(huán)(反饋)控制結(jié)構(gòu)框圖信號(hào)雙向傳遞計(jì)算比較執(zhí)行被控對(duì)象測(cè)量干擾預(yù)期輸出響應(yīng)r(t)+輸入變量-誤差e(t)控制量u(t)實(shí)際輸出y(t)輸出變量被測(cè)變量測(cè)量值 反饋是控制的精髓反饋是控制的精髓導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)

6、控制與閉環(huán)控制計(jì)算比較執(zhí)行被控對(duì)象測(cè)量測(cè)量干擾給定值被控量圖1.6 自動(dòng)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)框圖導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制 反饋是控制的精髓。運(yùn)用反饋的例子也是比比皆是。 例3：調(diào)節(jié)容器內(nèi)液面位置的人工閉環(huán)控制系統(tǒng)圖1.7 液位控制示意圖分析決策腦執(zhí)行工作對(duì)象手觀察觀察干擾或激勵(lì)眼預(yù)期目標(biāo)實(shí)際結(jié)果眼液體的流入和流出液位圖1.8 液位控制人工職能圖導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制例4：汽車方向控制系統(tǒng) 圖1.9 汽車方向控制系統(tǒng)圖1.10 汽車方向控制人工職能圖駕車人汽車預(yù)期行駛路線實(shí)際行駛路線比較器視覺(jué)測(cè)量+-偏差方向盤導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)

7、控制1.11 導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制反饋是現(xiàn)代控制的精髓，還例如：火炮隨動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)實(shí)施管理央行調(diào)整利息 “沒(méi)有調(diào)查就沒(méi)有發(fā)言權(quán)” ，等等 都體現(xiàn)了反饋的理念！正反饋的例子正反饋的例子 例5：已知鈾235原子核在一個(gè)中子的撞擊下，可發(fā)生核裂變反應(yīng)，放出大量的能量，同時(shí)釋放大約2.5個(gè)中子，放出的中子有可能再與鈾235原子核發(fā)生核反應(yīng)，這就是所謂核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。23512 5Unn 核裂變廢料+能量+ .導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制U235初始中子數(shù)中子數(shù)2.5n+中子數(shù)n能量有效中子率圖1.12 正反饋的實(shí)例導(dǎo)論導(dǎo)論-開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控

8、制 開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)v開環(huán)系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，容易設(shè)計(jì)和調(diào)整以及成本較低的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)那些負(fù)載恒定，擾動(dòng)小，控制精度要求不高的實(shí)際系統(tǒng)，是有效的控制方式。v閉環(huán)系統(tǒng)：閉環(huán)系統(tǒng)：由于增加了檢測(cè)裝置和反饋環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本有所增加；但它提高了系統(tǒng)的控制精度和抗干擾能力；同時(shí)，負(fù)反饋會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。導(dǎo)論導(dǎo)論-反饋控制系統(tǒng)的分類反饋控制系統(tǒng)的分類 按參考輸入形式分為：按參考輸入形式分為： 恒值系統(tǒng)：恒值系統(tǒng)：指參考輸入量保持常值的系統(tǒng)。其任務(wù)是消除或減少擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)輸出的影響，使被控量（即系統(tǒng)的輸出量）保持在給定或希望的數(shù)值上。 隨動(dòng)系統(tǒng)：

9、隨動(dòng)系統(tǒng)：指參考輸入量隨時(shí)間任意變化的系統(tǒng)。其任務(wù)是要求輸出量以一定的精度和速度跟蹤參考輸入量，跟蹤的速度和精度是隨動(dòng)系統(tǒng)的兩項(xiàng)主要性能指標(biāo)。按照系統(tǒng)的元件特性分為按照系統(tǒng)的元件特性分為:線性系統(tǒng)：線性系統(tǒng)：構(gòu)成系統(tǒng)的所有元件都是線性元件的系統(tǒng)。其動(dòng)態(tài)性能可用線性微分方程描述，系統(tǒng)滿足齊次性和疊加原理。非線性系統(tǒng)：非線性系統(tǒng)：構(gòu)成系統(tǒng)的元件中含有非線性元件的系統(tǒng), 只能用非線性微分方程描述，不滿足疊加原理?？梢赃M(jìn)行線性化處理的系統(tǒng)或元件特性又稱為非本質(zhì)非線性特性。反之，稱之為本質(zhì)非線性，它只能用非線性理論分析研究。導(dǎo)論導(dǎo)論-反饋控制系統(tǒng)的分類反饋控制系統(tǒng)的分類按照系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)的形式分為按照系統(tǒng)內(nèi)

10、信號(hào)的形式分為連續(xù)系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng): 系統(tǒng)內(nèi)各處的信號(hào)都是以連續(xù)的模擬量傳遞的系統(tǒng)。離散系統(tǒng)離散系統(tǒng): 系統(tǒng)內(nèi)某處或數(shù)處信號(hào)是以脈沖序列或數(shù)碼形式傳遞的系統(tǒng)。其脈沖序列可由脈沖信號(hào)發(fā)生器或振蕩器產(chǎn)生，也可用采樣開關(guān)將連續(xù)信號(hào)變成脈沖序列，這類控制系統(tǒng)又稱為采樣控制系統(tǒng)或脈沖控制系統(tǒng)。而用數(shù)字計(jì)算機(jī)或數(shù)字控制器控制的系統(tǒng)又稱為數(shù)字控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。導(dǎo)論導(dǎo)論-反饋控制系統(tǒng)的分類反饋控制系統(tǒng)的分類導(dǎo)論導(dǎo)論-控制系統(tǒng)性能的基本要求控制系統(tǒng)性能的基本要求穩(wěn)定性系統(tǒng)在受到擾動(dòng)作用后,自動(dòng)返回原來(lái)的平衡狀態(tài)的能力。如果系統(tǒng)受到擾動(dòng)作用（系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)外）后，能自動(dòng)返回到原來(lái)的平衡狀態(tài)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。穩(wěn)

11、定系統(tǒng)的數(shù)學(xué)特征是其輸出量具有非發(fā)散性；反之，系統(tǒng)是不穩(wěn)定系統(tǒng)。穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)能正常工作的必要條件，衡量指標(biāo)有穩(wěn)定裕度等。圖1.13 穩(wěn)定性示意圖快速性：要求自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程盡量短暫，輸出盡快平穩(wěn)地跟蹤上輸入的變化。通常在時(shí)域中給出瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)來(lái)衡量快速性。常用單位階躍信號(hào)作用下，系統(tǒng)輸出的超調(diào)量 ，上升時(shí)間 ，峰值時(shí)間 ，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間（或調(diào)整時(shí)間） 和振蕩次數(shù)N等指標(biāo)表示。rTsTpT 準(zhǔn)確性：當(dāng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，要求輸出量最終應(yīng)準(zhǔn)確地達(dá)到希望值，否則將產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差。準(zhǔn)確性指標(biāo)有穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)，指穩(wěn)定系統(tǒng)在完成過(guò)渡過(guò)程后的穩(wěn)態(tài)輸出偏離希望值的程度。圖1.14 穩(wěn)定系統(tǒng)的典型單位

12、階躍響應(yīng)曲線課程及教學(xué)安排簡(jiǎn)介課程及教學(xué)安排簡(jiǎn)介-目標(biāo)目標(biāo) 知道控制的概念，易！知道控制的概念，易！ 實(shí)施恰當(dāng)?shù)目刂?，難！實(shí)施恰當(dāng)?shù)目刂?，難！ 復(fù)雜對(duì)象的控制，非不欲也，乃無(wú)能也！ 因此，本課程采用有限目標(biāo)、解剖麻雀的策略。 收縮對(duì)象經(jīng)典控制！ 課程目標(biāo)： 以簡(jiǎn)單的線性時(shí)不變系統(tǒng)為對(duì)象，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，切身體會(huì)實(shí)施控制的全過(guò)程，牢固建立反饋控制的理念，培養(yǎng)實(shí)施控制的能力。課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-目標(biāo)目標(biāo)經(jīng)典控制理論的基本特點(diǎn) （1）主要用于線性定常系統(tǒng)的研究，即用于常系數(shù)線性微分方程描述的系統(tǒng)的分析與綜合； （2）只用于單輸入，單輸出的反饋控制系統(tǒng)； （3）主要討論系統(tǒng)輸

13、入與輸出之間的關(guān)系，而忽視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)，是一種對(duì)系統(tǒng)的外部描述方法。 應(yīng)該指出的是，反饋控制是一種最基本最重要的控制方式。從某種意義上講，經(jīng)典控制理論是伴隨著反饋控制技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展而逐漸完善和成熟起來(lái)的。 實(shí)施控制的全過(guò)程：設(shè)計(jì)差異，反復(fù)改進(jìn)描述對(duì)象分析對(duì)象設(shè)計(jì)控制修改設(shè)計(jì)圖1.15實(shí)施控制的全過(guò)程系統(tǒng)測(cè)評(píng)課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-目標(biāo)目標(biāo)若性能滿足規(guī)范要求，則設(shè)計(jì)工作結(jié)束 建立控制目標(biāo)步驟1確定控制變量 步驟2給定各變量的控制要求（設(shè)計(jì)目標(biāo)） 步驟3確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu) 步驟4建立對(duì)象執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器模型步驟5 建立控制模型選擇待調(diào)參數(shù)步驟6 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)性能 步驟7若性能

14、不能滿足要求，則重新確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖1.16 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-目標(biāo)目標(biāo)課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-講授時(shí)間安排講授時(shí)間安排第一章 自動(dòng)控制導(dǎo)論（2）第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（8）第三章 控制系統(tǒng)的時(shí)域穩(wěn)定性（4）第四章 時(shí)間響應(yīng)分析（9）第五章 根軌跡法（4）第六章 頻率響應(yīng)分析（5）第七章 控制系統(tǒng)的頻率域穩(wěn)定性 （4）第八章 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（10）實(shí)驗(yàn) Matlab輔導(dǎo)、測(cè)驗(yàn)等（4）課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)建議 廣泛閱讀參考書，深刻理解理論體系、吳麒主編 “自動(dòng)控制原理”，清華大學(xué)出版社。 、胡壽松主編 “自動(dòng)控制原理”，國(guó)防工

15、業(yè)出版社。 、.Ogata. “Modern Control Engineering”, 科學(xué)出版社影印版。 或緒方勝?gòu)┲?，盧伯英譯，“現(xiàn)代控制工程”，科學(xué)出版社。 、樓順天等，“基于Matlab的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)”，西安電子科技大學(xué)出版社 課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)建議利用網(wǎng)絡(luò)資源、軍網(wǎng)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院主頁(yè)推薦站點(diǎn)：“自動(dòng)控制原理”網(wǎng)上教學(xué)。、學(xué)研論壇自動(dòng)控制。、各個(gè)大學(xué)重點(diǎn)課程建設(shè)教學(xué)資料。課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)建議 完成大量練習(xí)，積極討論問(wèn)題； 學(xué)完每章要善于總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，演繹歸納并重； 重視實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)（Mtalab實(shí)現(xiàn)）。課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)

16、安排-考核方式考核方式作業(yè)（20%） +閉卷考試（80%）課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-后續(xù)課程展望后續(xù)課程展望復(fù)雜對(duì)象的控制，非不欲也，乃無(wú)能也！僅在工程控制領(lǐng)域，今后還有：數(shù)字控制手段更新自適應(yīng)控制時(shí)變對(duì)象非線性控制非線性對(duì)象智能控制環(huán)境適應(yīng)等等課程及教學(xué)安排課程及教學(xué)安排-后續(xù)課程展望后續(xù)課程展望信號(hào)與系統(tǒng)自動(dòng)控制原理數(shù)字信號(hào)處理檢測(cè)與傳感器技術(shù)現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)（數(shù)字）控制技術(shù)自適應(yīng)控制非線性控制作用：橋梁，專業(yè)基礎(chǔ)課智能控制自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示1788 年前后，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)的離心調(diào)速器。科學(xué)技術(shù)發(fā)明的基礎(chǔ)，是前人知識(shí)（風(fēng)力磨坊）的積累與運(yùn)用。 圖1.1

17、7 離心調(diào)速器 進(jìn)汽閥門，連桿機(jī)構(gòu)設(shè)定轉(zhuǎn)速Vd實(shí)際轉(zhuǎn)速比較器Metalsphere轉(zhuǎn)速測(cè)量蒸汽室+-蒸汽機(jī)飛球調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示圖1.18 離心調(diào)速器框圖自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示 早期的載波電話失真嚴(yán)重，解決放大器的非線性累積和無(wú)序振蕩，成為電話遠(yuǎn)程傳輸?shù)年P(guān)鍵。1927年8月，貝爾實(shí)驗(yàn)室的布萊克在輪渡上的靈光一現(xiàn)，催生了最實(shí)用的負(fù)反饋控制裝置。 負(fù)反饋信號(hào)發(fā)大器獲得了極好的線性度，自激振蕩問(wèn)題的解決，極大地促進(jìn)了電話的廣泛應(yīng)用。 靈感來(lái)自于長(zhǎng)期的思考。 自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示 早期的防空火炮控制，一般需要 3 個(gè)人來(lái)實(shí)施

18、伺服控制， （一個(gè)方位角，一個(gè)高低角，還有一個(gè)引信），與現(xiàn)在不可同日而語(yǔ)。 1940年，同樣來(lái)自貝爾實(shí)驗(yàn)室的年輕的工程師帕金森用反饋控制方法，解決了這個(gè)問(wèn)題。 自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示 當(dāng)時(shí)，他是一個(gè)低職位的工程師，讓他承擔(dān)的任務(wù)是繞電位計(jì)，就在1940年春天的一個(gè)晚上，他做了一個(gè)夢(mèng)。他夢(mèng)到既然用電位計(jì)可以控制電壓記錄筆，那么，它也應(yīng)該可以控制火炮的發(fā)射。他的這個(gè)夢(mèng)，同樣促進(jìn)了自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。 教育的目的應(yīng)該使每個(gè)人都充滿夢(mèng)想！圖1.19 火炮隨動(dòng)控制自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示 瓦特離心調(diào)速器在調(diào)速過(guò)程中存在不穩(wěn)定現(xiàn)象（“設(shè)備變得發(fā)狂！”），當(dāng)時(shí)并沒(méi)有

19、理論指導(dǎo)，所有的努力都集中在改進(jìn)調(diào)速器本身（重量、彈簧、摩擦）。 麥克斯維爾把調(diào)節(jié)器跟調(diào)節(jié)對(duì)象合在一起，看作一個(gè)系統(tǒng)，用微分方程來(lái)進(jìn)行研究，指出微分方程的特征根在左半面或右半面，決定著系統(tǒng)穩(wěn)定與否。 僅有實(shí)踐是不夠的！ 自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示 1877年，麥克斯維爾的學(xué)生勞斯提出了勞斯代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)，并獲得了亞當(dāng)獎(jiǎng)。 1895年，胡爾維茨也提出了本質(zhì)上與勞斯判據(jù)一致的代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)，并在穩(wěn)定性理論的指導(dǎo)下，為瑞士達(dá)沃斯電廠的一個(gè)蒸汽機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)。胡爾維茨被認(rèn)為是真正運(yùn)用控制理論，來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的第一人。 只有有了理論的指導(dǎo)，才能從必然王國(guó)走向自由王國(guó)。 自動(dòng)控

20、制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示 到了二十世紀(jì)40年代，尼可爾斯深入研究了PID（Proportion, Integral, Differential）調(diào)節(jié)問(wèn)題。 他在MIT僅有的一臺(tái)模擬機(jī)（又叫微分分析儀）上做了大量的仿真實(shí)驗(yàn)，最后列出來(lái)了PID的整定表?？刂乒こ讨?，有一項(xiàng)工作歷經(jīng)60多年，至今還在使用的，這就是尼可爾斯編排的這個(gè)PID整定表。 這一時(shí)期的主要代表人物還有 伯德（H.W.Bode 1905）： 1945年提出了簡(jiǎn)便而實(shí)用的伯德圖法。 伊文思（W.R.Evans）： 1948年提出了直觀而又形象的根軌跡法。自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示自動(dòng)控制簡(jiǎn)史漫談與啟示 經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)，逐漸