自動控制原理課程學習心得體會

第頁《自動控制原理》課程學習心得體會2019級電子科學及技術(shù)我是一名電子科學類的學生，專業(yè)的培養(yǎng)目標就是要求我們能在電子信息處理、電子系統(tǒng)及通信方面從事產(chǎn)品設(shè)計、制造、調(diào)試和新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)，加之自己對這些的興趣，因此有必要學習自動控制原理這門課程。大學的需要我們做的更多的是自學、會學，比如一門課程要把握這門課的整體框架，即這門課多的靈魂所在，畢竟我們學的東西很多，如果不每天使用這些，一段很長的時間以后我們又能夠記得多少呢，把握一門課的整體框架很重要；還有就是要培養(yǎng)自己快速學習的能力，這個世界有很多東西要學，我們所處的IT行業(yè)新知識的更新速度更是飛快，以后在工作崗位上的許多知識技能都要從頭開始，一個人最大的競爭優(yōu)勢就是能在最短的時間內(nèi)掌握應(yīng)有的技能……沒有上課以前我所認為的自動控制原理就是講一些自動控制的某些方法，等接觸到這門課程才發(fā)現(xiàn)這門課程用到了還多的方面的基本知識，深入了解之后才知道這門課程講的是一些控制原理的一些原理，自動控制原理的思路，一些數(shù)學模型，以及線性系統(tǒng)的分析……本書的第一章對自動控制原理做了一個概述，正如老師所講，學一門課程要先了解這門課程的整體結(jié)構(gòu)，反饋控制的基本思想、基本原理、基本方法就是本書的重點，其基本原理是取被控量的反饋信息，用以不斷地修正被控量及輸入量之間的誤差，從而實現(xiàn)對被控對象進行控制的任務(wù)。課程的主要內(nèi)容包括：經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論，兩套理論的建模、分析及綜合等。這就是本書的整體框架。接著開始講的就是控制系統(tǒng)的數(shù)學模型的主要內(nèi)容，主要講述了控制系統(tǒng)的實域數(shù)學模型、復(fù)數(shù)域數(shù)學模型、結(jié)構(gòu)圖及信號流圖，此外，還列舉了一些具體的建模實例，第三章講的就是線性系統(tǒng)的時域分析法，首先應(yīng)掌握典型的輸入輸出信號，以及什么是動態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程以及它們的性能。重點是線性連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)過程分析。一階系統(tǒng)的分析是指一階微分方程作為運動方程的控制系統(tǒng)，需要掌握的內(nèi)容是一屆系統(tǒng)對典型輸入信號的輸出響應(yīng)。二階系統(tǒng)是指以二階微分方程作為運動方程的控制系統(tǒng)，以二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為例，分別研究了欠阻尼的單位階躍響應(yīng)，臨界阻尼，過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。勞斯穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)所列勞斯表第一列系數(shù)符號的變化，去判別特征方程式根在S平面上的具體分布，過程如下：1如果勞斯表中第一列的系數(shù)均為正值，則其特征方程式的根都在S的左半平面，相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。2如果勞斯表中第一列系數(shù)的符號有變化，其變化的次數(shù)等于該特征方程式的根在S的右半平面上的個數(shù)，相應(yīng)的系統(tǒng)為不穩(wěn)定。之后講的是線性系統(tǒng)的穩(wěn)定誤差分析計算，主要討論了線性控制系統(tǒng)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，輸入作用形式和類型所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，其中包含有系統(tǒng)類型域穩(wěn)態(tài)誤差的關(guān)系，同時介紹定量描述系統(tǒng)誤差的靜態(tài)誤差系數(shù)法。然后我們討論了線性系統(tǒng)分析方法的根軌跡法，由于是圖解方法，所以使用起來更加簡便，所謂根軌跡就是指開環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從零到無窮時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在S平面上變化的軌跡。首先我們應(yīng)先根據(jù)閉環(huán)傳遞函數(shù)方程求出特征方程的根，然后令開環(huán)增益K從零開始到無窮，利用數(shù)學上的解析方法求解出閉環(huán)節(jié)點的全部數(shù)值，將這些數(shù)值標注在S平面上，并連成光滑的粗實線。繪制根軌跡的目的主要是為了分析系統(tǒng)參數(shù)對特征根的影響。不同參數(shù)會導(dǎo)致特征根不同，也就是在特征根在根軌跡上的位置不同，1.只要繪制的根軌跡全部位于S平面左側(cè)，就表示系統(tǒng)參數(shù)無論怎么改變，特征根全部具有負實部，則系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。2.若在虛軸上，表示臨界穩(wěn)定，也就是不斷振蕩3.假如有根軌跡全部都在S右半平面，則表示無論選擇什么參數(shù)，系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的。根軌跡法的基本任務(wù)在于：如何由已知的開環(huán)零、極點的分布及根軌跡增益，通過圖解的方法找出閉環(huán)極點。一旦閉環(huán)極點被確定，閉環(huán)傳遞函數(shù)的形式便不難確定，因為閉環(huán)零點可由式直接得到。在已知閉環(huán)傳遞函數(shù)的情況下，閉環(huán)系統(tǒng)的時間響應(yīng)可利用拉氏反變換的方法求出，或利用計算機直接求解。開環(huán)系統(tǒng)的根軌跡增益及開環(huán)系統(tǒng)的增益K之間僅相差一個比例常數(shù)，這個比例常數(shù)只及開環(huán)傳遞函數(shù)中的零點和極點有關(guān)。根軌跡增益（或根軌跡放大系數(shù)）是系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的分子﹑分母的最高階次項的系數(shù)為1的比例因子。利用根軌跡我們可以求出系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，系統(tǒng)的動態(tài)性能等。繪制根軌跡的相角條件及系統(tǒng)開環(huán)根軌跡增益K值的大小無關(guān)。即在S平面上，所有滿足相角條件的點的集合的構(gòu)成系統(tǒng)的根軌跡圖。即相角條件是繪制根軌跡的主要依據(jù)。繪制根軌跡的幅值條件及系統(tǒng)開環(huán)根軌跡增益K值的大小有關(guān)。即K值的變化會改變系統(tǒng)的閉環(huán)極點在S平面上的位置。在系數(shù)參數(shù)全部確定的情況下，凡能滿足相角條件和幅值條件的S值，就是對應(yīng)給定參數(shù)的特征根，或系統(tǒng)的閉環(huán)極點。由于相角條件和幅值條件只及系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)，因此，已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)便可繪制出根軌跡圖。繪制根軌跡的法則在總結(jié)里就不在列寫，主要是書上都有，此小結(jié)主要寫自己的感悟。最后講述了線性系統(tǒng)的頻域分析法，由于控制中的信號可以表示為不同頻率正弦信號的合成，應(yīng)用頻率特性研究系統(tǒng)的經(jīng)典方法就是所謂的頻域分析法。頻域分析法是應(yīng)用頻率特性研究線性系統(tǒng)的一種圖解方法。頻率特性和傳遞函數(shù)一樣，可以用來表示線性系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的動態(tài)特性。建立在頻率特性基礎(chǔ)上的分析控制系統(tǒng)的頻域法彌補了時域分析法中存在的