《控制工程基础》概论.pdf
《《控制工程基础》概论.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《控制工程基础》概论.pdf(39页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、控制工程基础控制工程基础第一章第一章概论概论第二章第二章控制系统的动态数学模型控制系统的动态数学模型第三章第三章时域瞬态响应分析时域瞬态响应分析第四章第四章控制系统的频率特性控制系统的频率特性第五章第五章控制系统的稳定性分析控制系统的稳定性分析第六章第六章控制系统的误差分析和计算控制系统的误差分析和计算第七章第七章控制系统的综合与校正控制系统的综合与校正*第八章第八章根轨迹法根轨迹法*第九章第九章控制系统的非线性问题控制系统的非线性问题第十章第十章计算机控制系统计算机控制系统第十一章第十一章 MATLABMATLAB软件工具在控制系统分析和软件工具在控制系统分析和综合中的应用综合中的应用第一章
2、第一章 概述概述1 1.1 1控制工程的发展控制工程的发展1 1.2 2自动控制系统的基本概念自动控制系统的基本概念1 1.3 3控制理论在机械制造工业中的控制理论在机械制造工业中的应用应用1 1.4 4 课程主要内容及学时安排课程主要内容及学时安排1.1 1.1 控制工程的发展控制工程的发展公元前14001100年,中国、埃及和巴比伦相继出现自动计时漏壶,人类产生了最早期的控制思想。公元前公元前300300年秦昭王时,由李冰父年秦昭王时,由李冰父子主持设计修筑的著名水利工程都江子主持设计修筑的著名水利工程都江堰,是一种液面控制,是堰,是一种液面控制,是“系统系统”观观念的杰出体现念的杰出体现
3、。公元公元100100年,亚历山大的希罗发明开年,亚历山大的希罗发明开闭庙门和分发圣水的自动计时装置。闭庙门和分发圣水的自动计时装置。公元公元132132年,中国科学家张衡(公年,中国科学家张衡(公元元7878139139)发明水运浑象,研制出自)发明水运浑象,研制出自动测量地震的候风地动仪。动测量地震的候风地动仪。公元公元235235年,年,中国马钧研制中国马钧研制出用齿轮传动出用齿轮传动的自动指示方的自动指示方向的指南车向的指南车(司司南车)南车)另有发明击另有发明击鼓记里鼓记里公元公元16371637年,中国明年,中国明代宋应星所代宋应星所著天工开著天工开物记载有物记载有程序控制思程序控
4、制思想的提花织想的提花织机结构图。机结构图。公元公元17881788年,英国人年,英国人J.WattJ.Watt用离心用离心式调速器控制蒸汽机的速度,由此产式调速器控制蒸汽机的速度,由此产生了第一次工业革命。生了第一次工业革命。维纳,维纳,MITMIT教授,曾教授,曾于于19361936年到清华大学任年到清华大学任访问教授。早期进行模访问教授。早期进行模拟计算机研究,二战期拟计算机研究,二战期间参与火炮控制研究,间参与火炮控制研究,提炼出负反馈概念。提炼出负反馈概念。19481948年,维纳所著年,维纳所著控制论的出版,标控制论的出版,标志着这门学科的正式诞志着这门学科的正式诞生。生。控制论的
5、奠基人控制论的奠基人美国科学家维纳美国科学家维纳(Wiener,N.,18941964)19541954年,我国科学家钱学年,我国科学家钱学森在美国运用控制论思想和森在美国运用控制论思想和方法,用英文出版工程控方法,用英文出版工程控制论,首先把控制论推广制论,首先把控制论推广到工程技术领域。到工程技术领域。“工程控制论是关于工程技术领域各个系统自动控制和“工程控制论是关于工程技术领域各个系统自动控制和自动调节的理论。维纳博士自动调节的理论。维纳博士40年代提示了控制论的基本思年代提示了控制论的基本思想后,不少工程师和数学博士曾努力寻找通往这座理论顶想后,不少工程师和数学博士曾努力寻找通往这座理
6、论顶峰的道路,但均半途而废。工程师偏重于实践,解决具体峰的道路,但均半途而废。工程师偏重于实践,解决具体问题,不善于上升到理论高度;数学家则擅长于理论分析问题,不善于上升到理论高度;数学家则擅长于理论分析,却不善于从一般到个别去解决实际问题。钱学森则集中,却不善于从一般到个别去解决实际问题。钱学森则集中两者优势于一身,高超地将两只轮子装到一辆战车上,碾两者优势于一身,高超地将两只轮子装到一辆战车上,碾出了工程控制论研究的一条新途径。”出了工程控制论研究的一条新途径。”接着短短的几十年里,在各国科学家接着短短的几十年里,在各国科学家和科学技术人员的努力下,又相继出现了和科学技术人员的努力下,又相
7、继出现了生物控制论,经济控制论和社会控制论等,生物控制论,经济控制论和社会控制论等,控制理论已经渗透到各个领域,并伴随着控制理论已经渗透到各个领域,并伴随着其它科学技术的发展,极大地改变了整个其它科学技术的发展,极大地改变了整个世界。控制理论自身也在创造人类文明中世界。控制理论自身也在创造人类文明中不断向前发展。控制理论的中心思想是通不断向前发展。控制理论的中心思想是通过信息的传递、加工处理并加以反馈来进过信息的传递、加工处理并加以反馈来进行控制,控制理论是信息学科的重要组成行控制,控制理论是信息学科的重要组成方面。方面。根据自动控制理论的内容和发展的不根据自动控制理论的内容和发展的不同阶段,
8、控制理论可分为同阶段,控制理论可分为“经典控制理论经典控制理论”和和“现代控制理论现代控制理论”两大部分。两大部分。“经典控制理论经典控制理论”的内容是以传递函数的内容是以传递函数为基础,以频率法和根轨迹法作为分析和为基础,以频率法和根轨迹法作为分析和综合系统基本方法,主要研究单输入,单综合系统基本方法,主要研究单输入,单输出这类控制系统的分析和设计问题。输出这类控制系统的分析和设计问题。“现代控制理论现代控制理论”是在是在“经典控制理论经典控制理论”的基础上,于的基础上,于6060年代以后发展起来的。它的年代以后发展起来的。它的主要内容是以状态空间法为基础,研究多输主要内容是以状态空间法为基
9、础,研究多输入,多输出、时变参数、分布参数、随机参入,多输出、时变参数、分布参数、随机参数、非线性等控制系统的分析和设计问题。数、非线性等控制系统的分析和设计问题。最优控制、最优滤波、系统辨识、自适应控最优控制、最优滤波、系统辨识、自适应控制等理论都是这一领域重要的研究课题,近制等理论都是这一领域重要的研究课题,近年来计算机技术和现代应用数学的结合,又年来计算机技术和现代应用数学的结合,又使现代控制理论在大系统理论和模仿人类智使现代控制理论在大系统理论和模仿人类智能活动的人工智能控制等诸多领域有了重大能活动的人工智能控制等诸多领域有了重大发展。发展。第一颗人造卫星第一颗人造卫星(苏联苏联,19
10、571957年年)第一颗载人飞船第一颗载人飞船(苏联苏联,19611961年年)人类首次登上月球人类首次登上月球(美国美国,19691969年年)首架航天飞机首架航天飞机(美国美国,19811981年年)首次冲出太阳系首次冲出太阳系(美国美国,19891989年年)仿人机器人仿人机器人(日本日本,20012001年年)神州五号载人航天成功神州五号载人航天成功(中国中国,20032003年年)勇气号勇气号、机遇号火星探测器机遇号火星探测器(美国美国,20042004年年)“作为技术科学的控制论,对工程技“作为技术科学的控制论,对工程技术、生物和生命现象的研究和经济科学,术、生物和生命现象的研究和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 控制工程基础 控制工程 基础 概论
限制150内