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自动控制原理 河北大学电子信息工程学院 王霞 自动控制原理 本次课程作业（2 ） 预习拉普拉斯变换有关知识 第一章绪论 自动控制原理的课程特点 1、专业基础课，自动化专业承上启下的课程 高等数学 积分变换 自动控制理论 其它专业课程 现代控制理论 2、理论实践相结合 理论性非常强，概念多，内容多，抽象； 实际应用紧密结合。能为解决实际控制问题提供理论和方法 3、自动控制技术是应用非常广泛的技术 电机控制、自动化生产线、火炮雷达控制、家用电器、机 械、冶金、石油、化工、电力电子、航空、航海、航天、 核反应堆等。 自动控制 技术 自动 经典控制理论 控制 线性系统理论 学科 自动控制 理论 最优控制理论 现代控制理论 系统辨识 自适应控制 大系统理论 1.1 引言 近代控制理论的逐步形成和发展 古代的自动装置主要是基于相对直观的 “因果关系”而 发明的，因而并未产生自动控制理论。 这与18世纪末开始逐渐发展起来的、基于反馈原理的自 动装置有着本质的不同。反馈使 “因果关系”进一步发 展成为更加复杂的 “因果-果因关系”。 由于反馈形成的回路使 “因果”双向相互作用，已不再 是简单的逻辑关系，因此，人们为做到知其所以然地设 计好基于反馈原理的自动装置，必须对反馈控制理论加 以研究，这也是反馈控制理论发展的初始推动力。 1.1 引言 近代控制理论的逐步形成和发展 1、用于工业过程的自动反馈 控制器- 飞球调速器 1769 瓦特发明了飞球调速器， 用来与蒸汽机的进气阀连接 构成蒸汽机转速的闭环自动 调速系统。 瓦特改良的蒸汽机 2 、动态特性研究的开始：英 国剑桥大学的数学和天文学家 艾里在1829-1835 系统研究了 天文望远镜的速度控制，根据 倒立摆离心力的原理首次发现 了反馈系统的不稳定性，并利 用微分方程分析了这种系统。 瓦特 艾里 1.1 引言 3、反馈调节系统稳定性问题的 研究： 1868英国物理学家麦克斯韦发 表了 “论调速器”的论文，首 次论述该问题。 二三阶系统的稳定判据。 1895英国劳斯判据和德国数学 家赫尔维茨的代数稳定条件； 1893李雅普诺夫基于非线性运 李雅普诺夫 动的一般运动稳定问题。 4 、反馈控制系统的频率特性研究：20世纪20 年代，电子管放 大器以及远距离通话的实现，研究如何减少放大倍数增大而 导致信号失真的问题。美国贝尔电话实验室的工程师和科学 家们逐步建立了反馈控制系统的频率特性分析方法。 1.1 引言 5 、积分和微分控制的思想：1922年俄裔 美国工程师米诺斯基在分析船舶驾驶控 制系统的稳定性时首次提出。 6 、1934年美国麻省理工的赫曾教授