自控重温1 | 明白自控、开闭环控制；记住拉式变换
自控第一章
- 1. 基本概念
- 1) 自动控制
- 2) 自动控制相关历史
- 2. “自控”要素
- 1) 系统描述：这里主要是讲解对于同一个线性系统的不同描述方式，而不是教你如何对系统进行建模！
- 2) 控制方法：如何施加外作用实现控制——控制信号/偏差+控制器
- 3) 被控系统的基本要求：一个系统要满足什么基本的性能指标——稳准快！
- 3. 拉普拉斯变换
- 1) 定义
- 2) 意义
- 3) 需记住会推导的内容：必考必须会
1. 基本概念
1) 自动控制
A. 概念：没有人直接参与，利用控制器，使被控对象的被控量自动按照预定的规律运行
B. 例子：利用控制器，让机械臂关节（被控对象）的转速（被控量）保持恒定
2) 自动控制相关历史
A. 1868年，麦克斯韦尔研究反馈系统的稳定性的问题，论文“论调速器”
B. 1892年，俄国学者李雅普诺夫发表“论运动稳定性的一般问题”
C. 1927年，反馈放大器的诞生，确定了“反馈”的核心地位
D. 1945年《系统论》，1948年控制论，形成完整的控制理论体系——以传递函数为基础的经典控制理论，主要研究单输入单输出，线性定常系统的分析和设计
E. 20世纪60年代，第二代控制理论——现代控制理论，其中包括以状态为基础的状态空间放，贝尔曼动态规划法，极小值原理和卡尔曼滤波器，主要研究具有高性能、高精度和多耦合回路的多变量系统的分析和设计问题
F. …但是，百余年的发展，反馈控制理论与技术占据了极其重要的地位！我们现在学的是指传统的控制理论。
2. “自控”要素
1) 系统描述：这里主要是讲解对于同一个线性系统的不同描述方式，而不是教你如何对系统进行建模！
同一个系统，可以选用不同的数学模型
- a) 研究时域响应时可以用传递函数，
- b) 研究频域响应时则要用频率特性。
2) 控制方法：如何施加外作用实现控制——控制信号/偏差+控制器
A. 典型的外作用（易得，有代表性，简单好计算）：阶跃函数 斜坡函数 脉冲函数 正弦函数
B. 如何施加外作用实现控制
a) 开环控制: 控制信号+控制器
b) 闭环（反馈）控制: 偏差+控制器
原理：【由偏差产生控制作用】通过测量，比较而得到偏差，由偏差产生控制作用使被控量趋近于要求值，使偏差消除或减少。又称为反馈控制系统。
- c) 开闭环对比：开环成本低简单性能差，闭环反之，同时参数不好时系统可能无法工作
- d) 复合控制：闭环基础上附加输入或者扰动的顺畅通路，来提高精度
3) 被控系统的基本要求：一个系统要满足什么基本的性能指标——稳准快！
A. 稳定性：受扰动能稳定于期望值，不持续振荡或者发散振荡
- a) 稳定性是系统正常工作的必要条件
B. 准确性：过渡过程结束后，稳态误差比较小，趋于零。
C.快速性：各种指标！
- a) 系统的响应速度快：对输入的快速响应
- b) 过渡过程时间短：快速恢复到稳定
- c) 超调量小：不会过于离谱
- d) 系统的稳定性足够好、频带足够宽，才可能实现快速性的要求。【这句话不是很懂】
D. 性能要求与权衡：同一个系统，稳、准、快是相互制约的，
- a) 提高过程的快速性，会引起系统强烈振荡；
- b) 改善平稳性，过程又可能变地迟缓，甚至使最终的精度变的很差；
3. 拉普拉斯变换
1) 定义
信号f(t)的拉普拉斯积分相当于信号 f ( t ) ∗ e − a t f(t)*e^{-at} f(t)∗e−at的傅里叶积分，无法利用傅里叶分析的，可以用拉式
2) 意义
时间域的微积分运算变成了代数运算！
3) 需记住会推导的内容：必考必须会
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