前言

自动控制的一般概念

自动控制指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象（plant））的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。

以反馈控制原理为基础，以传递函数为工具，主要研究单输入、单输出反馈控制系统的理论问题，又常称为反馈控制理论。

其控制又分为：

	研究对象	数学工具	常用分析方法	局限性
经典控制理论	单输入-单输出、线性定常系统	微分方程、传递函数	时域分析法、频域分析法、根轨迹分析法	对复杂多变量系统、时变和非线性系统无能为力
现代控制理论	多输入-多输出变系数、非线性等系统	线性代数、矩阵理论	状态空间法	比较繁琐（但由于计算机技术的迅速发展，这一局限性已克服)

反馈：把取出输出量送回输入端，并与输入信号相比较偏差信号的过程（正反馈与负反馈）。

反馈控制（闭环控制）：能够在存在扰动和不确定因素的情况下，力图减小系统的输出量与参考输入量（也称参据量）之间的偏差的控制

自动控制系统的工作原理

典型反馈（闭环）控制系统的系统框图

在这里插入图片描述

例如：人取桌上书的过程。

控制目标（要求）：人用手取到书

通过输入信号（理想书位置）和观测信号（看到的书位置）的偏差控制被控对象（手）使输出量（实际书位置）达到设定值（理想书位置）。

在这里插入图片描述

自动控制系统满足的标准或性能

线性系统满足叠加原理和齐次性（均匀性）

线性系统的数学描述：线性函数，如线性微分方程、线性差分方程、线性代数方程

在理想情况下，自控系统的被控量和给定值，在任何时候相等，没有误差，也不受干扰的影响，即 $c(t){\equiv}r(t)$

一般来说整个调节过程分为两个阶段：

系统的稳定性表现为时域响应的收敛性

稳定：设线性定常系统处于一平衡状态，若此系统在干扰作用下离开了原来的平衡状态，那么在干扰作用消失后，系统能否回到原来的平衡状态，这就是系统的稳定性问题。

工程上常用稳、快、准三个字来表达控制系统的要求

总的来说，对反馈控制系统的要求：首先系统必须是稳定，其次希望实际的调节过程尽可能接近于理想的调节过程，考虑到动态过程在不同阶段中的特点，工程上常常从动态（稳、快）和静态（准）提出稳、快、准三个基本性能指标（要求）。