自动控制原理北航课件
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目录
壹
自动控制基础
贰
数学模型建立
叁
稳定性分析
肆
控制策略设计
伍
系统仿真与分析
陆
实际应用案例
自动控制基础
章节副标题
壹
控制系统概念
输入输出关系
探讨控制系统中输入与输出的相互作用及影响。
系统定义
自动控制系统的基本组成与功能概述。
01
02
控制系统分类
无反馈，输出不影响输入，简单但精度低。
开环控制
有反馈，输出影响输入，精度高，稳定性好。
闭环控制
控制系统性能指标
01
稳定性
系统受扰后能恢复稳定状态
02
精度
输出与期望值误差小
03
响应速度
系统对输入信号反应快
数学模型建立
章节副标题
贰
系统建模方法
01
解析法
根据物理定律列写方程，适用于机理清晰的系统。
02
实验法
给系统输入信号，记录输出响应，用数学模型逼近系统特性。
线性系统模型
用微分方程描述系统输入输出关系，直观反映系统动态特性。
微分方程法
01
以拉普拉斯变换为基础，简化系统描述，便于分析与设计。
传递函数法
02
非线性系统模型
在相空间中研究系统状态变化，揭示非线性系统动态行为。
相空间分析
描述系统非线性特性的数学方程，体现变量间复杂关系。
非线性方程
稳定性分析
章节副标题
叁
稳定性定义
系统稳定性
系统受扰后能否恢复平衡状态。
李雅普诺夫法
判断系统稳定性的数学方法。
稳定性判据
01
劳斯判据法
通过劳斯表判断系统稳定性，第一列元素符号决定系统是否稳定。
02
直接求极点法
直接求取系统极点，判断其是否具有负实部，以确定系统稳定性。
稳定性分析方法
分析特征方程根轨迹，判断系统稳定性。
01
根轨迹法
绘制开环传递函数模轨迹，评估系统稳定性。
02
奈奎斯特图法
控制策略设计
章节副标题
肆
控制器设计原理
根据系统需求，确定稳定性、快速性等控制目标。
明确控制目标
采用PID控制、最优控制等策略，设计合适的控制器。
选择控制策略
PID控制方法
根据误差调整输出，误差越大，调整越快。
比例控制
01
02
累积误差，消除静态误差，提高系统稳定性。
积分控制
03
预测误差变化趋势，提前调整，提高系统响应速度。
微分控制
高级控制策略
根据系统变化自动调整参数，提升控制性能和稳定性。
自适应控制
增强系统对外部干扰和不确定性的抵抗能力，确保控制效果。
鲁棒控制
系统仿真与分析
章节副标题
伍
仿真软件介绍
OpenModelica
面向对象仿真语言
Simulink
MATLAB图形化仿真工具
LabVIEW
测控系统仿真软件
系统仿真步骤
建立实际系统模型
系统建模
选合适仿真算法
仿真建模
运行程序得数据
仿真试验
仿真结果分析
数据对比验证
将仿真结果与理论值对比，验证模型准确性。
误差原因分析
分析仿真误差来源，提出改进措施。
实际应用案例
章节副标题
陆
工业控制系统
工业场合用数显表监控温度，实现超温报警与稳定控制。
温度报警控制
利用流量计与控制器，实现液体精准定量加注，提升生产效率。
液体定量控制
航空航天应用
发动机智能调控
实时监测调整参数，提高燃油效率。
飞行参数监控
监控速度、高度等，确保飞行安全。
01
02
智能控制系统
介绍智能家居如何通过自动控制实现便捷生活。
智能家居应用
阐述智能交通系统利用自动控制优化交通流量管理。
智能交通系统
谢谢
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