控制概述論文

1、自動控制概要1控制概述摘要：綜述了自動控制理論的發(fā)展情況，指出自動控制理論所經(jīng)歷的三個發(fā)展階段，即經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論。最后指出，各種控制理論的復合能夠取長補短，是控制理論的發(fā)展方向。關鍵詞：自動控制理論經(jīng)典控制現(xiàn)代控制智能控制1、自動控制、自動控制概述概述自動控制學科是近幾十年來了發(fā)展起來的一門很重要的學科。它的發(fā)展很迅速，特別是計算機的快速發(fā)展，更加快了它的發(fā)展，尤其是工業(yè)自動化技術近年來的發(fā)展。自動化學科研究的

2、范圍也是很廣泛的，對實現(xiàn)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化、對迅速提升我國綜合國力具有重要和積極作用。自動控制（automaticcontrol）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預定的規(guī)律運行，達到預期的狀態(tài)或性能指標。對傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)過程采用自動控制技術，可以有效提高產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟效益。對一些惡劣環(huán)境下的控制操作，自動控制顯得尤其重要。自動控制是相對人工

3、控制概念而言的。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率。自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態(tài)系統(tǒng)的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數(shù)學的系統(tǒng)理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產(chǎn)生的控制論的一個分支?；A的結(jié)論是由諾伯特維納，魯?shù)婪蚩柭岢龅摹?、自動控制原理課程的特點、自動控制原理課程的特點該課程主要是通過對控制理論基本知識的

4、學習，培養(yǎng)學生對控制系統(tǒng)的分析設計能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)如“計算機控制技術”、“控制系統(tǒng)仿真”等專業(yè)課程提供理論基礎分析設計方法。其特點是理論性強，涉及多方面的數(shù)理知識，而且比較抽象，是一門具有一定深度和難度的課程?！白詣涌刂圃怼钡膬?nèi)容專業(yè)性很強，以“高等數(shù)學”、“電路”、“信號與系統(tǒng)”等課程為先修課程，要求學生具有扎實的專業(yè)基礎，較強的抽象思維能力，學習難度較大。3、自動控制理論發(fā)展及內(nèi)容3.1經(jīng)典控制理論的發(fā)展及基本

5、內(nèi)容自動控制中一個最基本的概念是反饋，人類對反饋控制的應用可以追溯到很早的時期。但是，直到產(chǎn)業(yè)革命時期，英國人JamesWatt發(fā)明蒸汽機離心飛錘式調(diào)速器，解決了在負載變化條件下保持蒸汽自動控制概要3能完全反映零輸人響應的動態(tài)特征。動態(tài)數(shù)學模型，是對控制系統(tǒng)進行理論研究的前提模型一旦建立，便可運用適當?shù)姆椒▽ο到y(tǒng)的控制性能作全面的分析和計算對線性定常系統(tǒng)，常用的方法有時域分析法、根軌跡法和頻率法。時域分析法是根據(jù)系統(tǒng)微分方程。用拉普拉斯

6、變換直接解出動態(tài)過程，并依據(jù)過程曲線及表達式，分析系統(tǒng)的性能，方便、快捷、準確在經(jīng)典控制論中對自動控制系統(tǒng)進行性能分析時，也常常采用根軌跡法，這是一種利用系統(tǒng)的開還傳遞函數(shù)研究閉環(huán)系統(tǒng)性能的圖解法，系統(tǒng)的根軌跡圖明確建立了系統(tǒng)的參數(shù)變化與性能之間的關系，因而無論對于系統(tǒng)靈敏度或抗干擾能力的研究，或是對自適應系統(tǒng)特性的研究，它都是一種恰當?shù)姆椒āＴ僬?，由于系統(tǒng)零點、極點與系統(tǒng)時域性能指標之間的聯(lián)系，根軌跡法除了獲得系統(tǒng)時間響應的信息外，也

7、是獲得系統(tǒng)頻率響應信息的有力工具。但是作根軌跡圖時傳統(tǒng)方法所依據(jù)的十條法則比較繁瑣，給系統(tǒng)性能分析帶來不便，為此，當我們遇到一些特殊情況時，也可以采用特殊的方法繪圖，使作圖過程簡化。經(jīng)典控制理論盡管原則上只適宜于解決“單輸入—單輸出”系統(tǒng)中的分析與設計問題，但是，經(jīng)典控制理論至今仍活躍在各種工業(yè)控制領域中。事實上，經(jīng)典控制理論現(xiàn)在仍不失其價值和實用意義，仍是進一步研究現(xiàn)代控制理論和智能控制理論的基礎。3.2現(xiàn)代控制理論的發(fā)展及基本內(nèi)容經(jīng)

8、典控制理論雖然具有很大的實用價值，但也有著明顯的局限性。其局限性表現(xiàn)在下面二個方面：第一，經(jīng)典控制理論建立在傳遞函數(shù)和頻率特性的基礎上，而傳遞函數(shù)和頻率特性均屬于系統(tǒng)的外部描述(只描述輸入量和輸出量之間的關系)，不能充分反映系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)；第二，無論是根軌跡法還是頻率法，本質(zhì)上是頻域法(或稱復域法)，都要通過積分變換(包括拉普拉斯變換、傅立葉變換、Z變換)，因此原則上只適宜于解決“單輸入—單輸出”線性定常系統(tǒng)的問題，對“多輸入—多輸出”

9、系統(tǒng)不宜用經(jīng)典控制理論解決，特別是對非線性、時變系統(tǒng)更是無能為力?，F(xiàn)代控制理論正是為了克服經(jīng)典控制理論的局限性而在20世紀50、60年代逐步發(fā)展起來的?，F(xiàn)代控制理論本質(zhì)上是一種“時域法”。它引入了“狀態(tài)”的概念，用“狀態(tài)變量”(系統(tǒng)內(nèi)部變量)及“狀態(tài)方程”描述系統(tǒng)，因而更能反映出系統(tǒng)的內(nèi)在本質(zhì)與特性。從數(shù)學的觀點看，現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)變量法，簡單地說就是將描述系統(tǒng)運動的高階微分方程，改寫成一階聯(lián)立微分方程組的形式，或者將系統(tǒng)的運動直接