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自动控制原理 洛阳理工学院 电气工程与自动化系 《自动控制原理》 1、课程名称：自动控制原理（Autocontrol theory） 2、类别：必修考试课 专业基础课 考研课 3、总学时：80(56) 理论学时70(48),实验学时10(8) 4、适用专业： 自动化、电气自动化、计算机控制技术 5、先修课程： 高数、复变函数、积分变换、线性代数、电路理论、模拟技术、电机拖动等 《自动控制原理》这一课程将阐述自动控制的基 本理论与应用。 自动控制原理是自动化专业的一门基础理论课， 研究各类自动控制系统的共同规律，是一门技术科学。 是分析、设计和调试自控系统的必备理论基础。 二、本课程的目的和任务： 通过本课程的学习，能掌握如下知识： 1、自动控制系统的基本概念和原理； 2、控制系统数学模型、结构图和信号流图； 3、线性控制系统的时域分析法和频域分析法； 4、线性控制系统的校正和设计方法; 5、线性离散控制系统的校正和设计方法; 6、非线性控制系统的分析方法。 课程结构 课程特点： 理论性强 三、主要参考书目： 1、《自动控制原理》 胡寿松 科学出版社 2、《自动控制原理》 杨子厚 冶金工业出版社 3、《自动控制原理》 吴 麒 清华大学出版社 4、《自动控制原理》 李友善 国防工业出版社 教学要求 参加本课程的同学必须 ------ 人手一册教材 ------ 出勤听课 ----- 记课堂笔记 ---- 完成作业 每章交一次作业 第一章 自动控制的一般概念 1-1 自动控制的基本原理与方式 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术有着越来越重要的作用。 在工业生产中，如在化肥厂控制反应釜（塔）内温度和压力为恒值，使化学反应速度加快。 在机械加工厂金属切削机床上，经常是控制工件或刀具的转速为恒值，使产品的质量、产量能提高。 现代生活中，自动技术无所不在。空调器保持室内温度为恒值；洗衣机更把洗衣、漂洗和脱水等操作自动按程序进行。 控制理论在工业生产中的应用 控制理论在航空航天、军事中的应用 2.自动控制科学 自动控制科学是研究自动控制共同规律的科学。 它的诞生与发展源自于自动控制技术的应用。 （1）古代自动装置 铜壶滴漏 指 南 车 复 原 模 型 （2）近代自动装置 　　 （3)自动化技术形成时期(18世纪末--20世纪30年代） 1868年，英国人麦克斯韦（James Clerk Maxwell)用微分方程建立了一类调节器的数学模型，将自动控制系统与数学联系起来。 麦克斯韦是19世纪伟大的物理学家、数学家。 1868年在论文<<论调节器》中以在平衡点附近进行线 性化导出了调节器的微分方程，他开拓控制理论研究 的先河，是第一个对稳定性进行分析的人。 自从数学分析方法引入控制系统后，对自动控 制系统的研究成为一门严谨的科学，极大地推动了 自动控制理论和自动控制技术的发展。 　　 数学分析方法的引入，抛开了以前对某一具体 的实物进行研究的方法，而是用数学语言来研究某 一个控制系统，即建立数学模型，进而对数学模型 研究。 在俄罗斯的科学家则倾向于用微分方程来描述控制系统－－时域分析法。 李亚普诺夫，M. Lyapunov (1857-1918)，前苏 联伟大的数学家，他是一位天文学家的儿子。曾从 师大数学家P L Chebyshev（车比晓夫），和 A A Markov （马尔可夫）是同校同学。 1892年，他发表了具有深远历史意义的博士论文 “运动稳定性的一般问题”（the general problem of the stability of motion）。这一方法可用于线性系统 和非线性时变系统的分析和设计，至今还是自控理 论课程讲授的主要内容之一。 （5）现代控制理论（20世纪50年代－－） 1956年前苏联数学家庞特里亚金提出了极大值原理，同年美国数学家贝尔曼（Bellman）创立了动态规划为解决最优控制问题提供了理论工具。  智能化的仪表YS-80及所属的可编程序智能控制器SLPC 国产巨型“银河Ⅱ”电子数字计算机? 综合自动化 无人组装车间 智能机器人和水下机器人 自动控制理论 研究自动控制共同规律的科学。它的发展初 期