《自动控制原理》第1章绪论.pptxVIP

自动控制原理

AutomaticControlTheory

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《自动控制原理》课程介绍

■信息学院的平台课之一，自动化专业的必修专业基础课。

■课程特点：应用数学工具分析解决工程问题

■学时：48+8

■教材：《自动控制原理(非自动化专业)》王敏

■参考书：《自动控制原理》胡寿松

《现代控制工程》Katsuhiko0gata

《ModernControlSystems》RichardC.Dorf

Matlab工具书

■作业：每章交一次

■考试：第13周(闭卷笔试)

■评分：平时成绩占20%,考试成绩占80%

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电力电子技术自动控制原理线性代数

电机与拖动微积分

各类控制专业课程

模拟电子技术大学物理(力学、

热力学)

复变函数

该课程与其它课程的关系

电路理论

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第一章绪论

§1.1控制论的发展史

§1.2控制系统基本概念与举例

§1.3控制系统的分类

§1.4控制系统的性能指标

§1.5本课程的中心问题

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§1.1控制论的发展史

一、控制论简史

前期控制(1400BC-1900)经典控制(1930-1950)

现代控制(1950-Now)

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前期控制

√中国、埃及和巴比伦出现自动计时漏壶(1400BC-1100BC)。√希腊Philon发明了采用浮球调节器来保持燃油液面高度的油灯。(BC250年)。

√中国东汉的张衡发明水运浑象，研制出自动测量地震的候风地动仪(132年)。

√中国明代宋应星所著《天工开物》记载有程序控制思想(CNC)的提花织机结构图

(1637年)

√中国三国时期的马钧研制出用齿轮传动的自动指示方向的指南车(235年)

经典控制(起步阶段)

√1765年，英国工程师瓦特(J.Watt)发明了蒸汽机，引发了第一次工业革命。1788年又发明离心式飞锤调速器控制蒸汽机的转速。后来，蒸汽机调速系统中出现了剧烈振荡的不稳定问题，于是工程界开始广泛讨论调速系统的稳定性问题。

瓦特(JamesWatt,

19/01/1736-1819)英国工程师，于1788年利用

反馈控制原理发明了蒸汽机调速器，极大地提

高了蒸汽机的效率与性能，成为第一次工业革

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命的标志

李亚普诺夫(AleksandrLyapunov,6/06/1857-1918)俄国数学家(Chebyshev的学生，Markov的同学),在他的博士论文中，Lyapunov系统地研究了由

微分方程描述的一般运动系统的稳定性问题，建立了著名的Lyapunov方法。他的工作为现代控制及非线性控制奠定了基础。

S³+a₁S²+a₂S+a₃=0

麦克斯韦(JamesClerkNoxwel1.13/06/1831-1879)法国科学家，于1868年发表文章OnGovernors,首次全面地论述了反馈系统

的稳定性问题。文章中他建立了调速器的微分

方程，在平衡点线性化之后，获得代数特征方

程，并以该方程的根作为判断稳定性的依据。他成功解决了二阶及三阶系统的稳定性。

经典控制(发展阶段)

经典控制(1930-1950)

√美国N.Minorsky研制出用于船舶驾驶的伺服结构，提出PID控制方法(1922)。

√美国E.Sperry以及C.Mason研制出火炮控制器(1925),气压反馈控制器(1929)。

√美国H.S.Black提出放大器性能的负反馈方法(NegativeFeedbackAmplifier)(1927)

√美国贝尔实验室的H.Bode(1938),以及Nyquist(1940)提出频率响应法。提出了根据频率响应判断反馈控制系统稳定性的准则。

奈奎斯特(HarryNyquist,7/02/18891976),

波特(H.W.Bode,24/12/1905-1982)美国Bel1实验室著名科学家。他们的工作为数据传输，通讯工程，火炮控制及经典控制中的反馈系统稳定性分析奠定

了基础。他们分别于1960和1969获得IEEEMedalofHonor。

51上如其

维纳(Norbert