《自動控制原理》課程學(xué)習(xí)心得體會.doc

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《自動控制原理》課程學(xué)習(xí)心得體會 ***（***） 2010級電子科學(xué)與技術(shù) 我是一名電子科學(xué)類的學(xué)生，專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是要求我們能在電子信息處理、電子系統(tǒng)與通信方面從事產(chǎn)品設(shè)計、制造、調(diào)試和新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)，加之自己對這些的興趣，因此有必要學(xué)習(xí)自動控制原理這門課程。大學(xué)的需要我們做的更多的是自學(xué)、會學(xué)，比如一門課程要把握這門課的整體框架，即這門課多的靈魂所在，畢竟我們學(xué)的東西很多，如果不每天使用這些，一段很長的時間以后我們又能夠記得多少呢，把握一門課的整體框架很重要；還有就是要培養(yǎng)自己快速學(xué)習(xí)的能力，這個世界有很多東西要學(xué)，我們所處的IT 行業(yè)新知識的更新速度更是飛快，以后在工作崗位上的許多知識技能都要從頭開始，一個人最大的競爭優(yōu)勢就是能在最短的時間內(nèi)掌握應(yīng)有的技能…… 沒有上課以前我所認(rèn)為的自動控制原理就是講一些自動控制的某些方法，等接觸到這門課程才發(fā)現(xiàn)這門課程用到了還多的方面的基本知識，深入了解之后才知道這門課程講的是一些控制原理的一些原理，自動控制原理的思路，一些數(shù)學(xué)模型，以及線性系統(tǒng)的分析…… 本書的第一章對自動控制原理做了一個概述，正如老師所講，學(xué)一門課程要先了解這門課程的整體結(jié)構(gòu)，反饋控制的基本思想、基本原理、基本方法就是本書的重點，其基本原理是取被控量的反饋信息，用以不斷地修正被控量與輸入量之間的誤差，從而實現(xiàn)對被控對象進行控制的任務(wù)。課程的主要內(nèi)容包括：經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論，兩套理論的建模、分析與綜合等。這就是本書的整體框架。 接著開始講的就是控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的主要內(nèi)容，主要講述了控制系統(tǒng)的實域數(shù)學(xué)模型、復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)圖與信號流圖，此外，還列舉了一些具體的建模實例，第三章講的就是線性系統(tǒng)的時域分析法，首先應(yīng)掌握典型的輸入輸出信號，以及什么是動態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程以及它們的性能。重點是線性連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)過程分析。一階系統(tǒng)的分析是指一階微分方程作為運動方程的控制系統(tǒng)，需要掌握的內(nèi)容是一屆系統(tǒng)對典型輸入信號的輸出響應(yīng)。二階系統(tǒng)是指以二階微分方程作為運動方程的控制系統(tǒng)，以二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為例，分別研究了欠阻尼的單位階躍響應(yīng)，臨界阻尼，過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。勞斯穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)所列勞斯表第一列系數(shù)符號的變化，去判別特征方程式根在S 平面上的具體分布，過程如下： 1 如果勞斯表中第一列的系數(shù)均為正值，則其特征方程式的根都在S 的左半平面，相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 2 如果勞斯表中第一列系數(shù)的符號有變化，其變化的次數(shù)等于該特征方程式的根在S 的右半平面上的個數(shù)，相應(yīng)的系統(tǒng)為不穩(wěn)定。之后講的是線性系統(tǒng)的穩(wěn)定誤差分析計算，主要討論了線性控制系統(tǒng)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，輸入作用形式和類型所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，其中包含有系統(tǒng)類型域穩(wěn)態(tài)誤差的關(guān)系，同時介紹定量描述系統(tǒng)誤差的靜態(tài)誤差系數(shù)法。 然后我們討論了線性系統(tǒng)分析方法的根軌跡法，由于是圖解方法，所以使用起來更加簡便，所謂根軌跡就是指開環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從零到無窮時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在S 平面上變化的軌跡。首先我們應(yīng)先根據(jù)閉環(huán)傳遞函數(shù)方程求出特征方程的根，然后令開環(huán)增益K 從零開始到無窮，利用數(shù)學(xué)上的解析方法求解出閉環(huán)節(jié)點的全部數(shù)值，將這些數(shù)值標(biāo)注在S 平面上，并連成光滑的粗實線。繪制根軌跡的目的主要是為了分析系統(tǒng)參數(shù)對特征根的影響。不同參數(shù)會導(dǎo)致特征根不同，也就是在特征根在根軌跡上的位置不同， 1.只要繪制的根軌跡全部位于S 平面左側(cè)，就表示系統(tǒng)參數(shù)無論怎么改變，特征根全部具有負(fù)實部，則系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。 2.若在虛軸上，表示臨界穩(wěn)定，也就是不斷振蕩 3.假如有根軌跡全部都在S 右半平面，則表示無論選擇什么參數(shù)，系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的。 根軌跡法的基本任務(wù)在于：如何由已知的開環(huán)零、極點的分布及根軌跡增益，通過圖解的方法找出閉環(huán)極點。一旦閉環(huán)極點被確定，閉環(huán)傳遞函數(shù)的形式便不難確定，因為閉環(huán)零點可由式直接得到。在已知閉環(huán)傳遞函數(shù)的情況下，閉環(huán)系統(tǒng)的時間響應(yīng)可利用拉氏反變換的方法求出，或利用計算機直接求解。開環(huán)系統(tǒng)的根軌跡增益與開環(huán)系統(tǒng)的增益K 之間僅相差一個比例常數(shù)，這個比例常數(shù)只與開環(huán)傳遞函數(shù)中的零點和極點有關(guān)。根軌跡增益（或根軌跡放大系數(shù)）是系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的分子﹑分母的最高階次項的系數(shù)為1的比例因子。利用根軌跡我們可以求出系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，系統(tǒng)的動態(tài)性能等。繪制根軌跡的相角條件與系統(tǒng)開環(huán)根軌跡增益K 值的大小無關(guān)。即在S 平面上，所有滿足相角條件的點的集合的構(gòu)成系統(tǒng)的根軌跡圖。即相角條件是繪制根軌跡的主要依據(jù)。繪制根軌跡的幅值條件與系統(tǒng)開環(huán)根軌跡增益K 值的大小有關(guān)。即K 值的變化會改變系統(tǒng)的閉環(huán)極點在S 平面上的位置。在系數(shù)參數(shù)全部確定的情況下，凡能滿足相角條件和幅值條件的S 值，就是對應(yīng)給定參數(shù)的特征根，或系統(tǒng)的閉環(huán)極點。由于相角條件和幅值條件只與系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)，因此，已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)便可繪制出根軌跡圖。繪制根軌跡的法則在總結(jié)里就不在列寫，主要是書上都有，此小結(jié)主要寫自己的感悟。 最后講述了線性系統(tǒng)的頻域分析法，由于控制中的信號可以表示為不同頻率正弦信號的合成，應(yīng)用頻率特性研究系統(tǒng)的經(jīng)典方法就是所謂的頻域分析法。頻域分析法是應(yīng)用頻率特性研究線性系統(tǒng)的一種圖解方法。頻率特性和傳遞函數(shù)一樣，可以用來表示線性系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的動態(tài)特性。建立在頻率特性基礎(chǔ)上的分析控制系統(tǒng)的頻域法彌補了時域分析法中存在的不足，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。所謂頻率特性，是指在正弦輸入信號的作用下，線性系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。接下討論的是頻率特性的圖像表示法方法主要有三種，即極坐標(biāo)圖、對數(shù)坐標(biāo)圖和對數(shù)幅相圖。 本總結(jié)報告到此結(jié)束了，在此祝愿老師心想事成，工作順利。