《自动控制原理与系统》学习及心得

《自控原理与系统》学习及心得体会自控原理学习内容在整个学期的学习中，我们一共学习了五章内容，第一章是自动控制系统的概论;第二章是系统的数学模型;第三章是时域分析法;第四章是频域分析法;第五章是系统的校正方法.第一章是自动控制系统的概论，主要内容有自动控制的定义，基本控制方法及特点，对控制系统性能的基本要就，自动控制系统的方块图表示方法，自动控制系统的分类和一些经典的自动控制系统的实例分析等。在学习的过当中，我知道了所谓自动控制系统就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象和被控量，使其按照预定的规律运作和变化。基本控制方式是利用传感器感应信息，将信息放大处理后变成电信号作用于系统,使系统自动调节.对于一个控制系统,我们的要求是快速,稳定,准确.对于一阶系统,通过调节PID,能快速的打到目的。对于二阶系统,我们要求其单位阶跃响应要是处于欠阻尼状态.我们系统是否稳定可以用劳斯稳定判据来判定。控制系统的主要分类为:闭环控制系统、开环控制系统、定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统、线性控制系统、非线性控制系统、连续控制系统、离散控制系统、单变量控制系统和多变量控制系统。自动控制系统的方块图表示，组成系统的每个环节用一个方块表示，环节间用带箭头的线段连接，称为信号线，只能单方向传递。信号的比较用◎表示，他具有对几个信号进行求和的功能，一般在多个输入信号的信号线旁边标“+”“-”表示信号的极性。自控的方块图表示如下，除此之外，老师还给我们精讲了烘烤炉温度控制的实例。第二章，拉皮拉斯变换及其应用在本章节中，老师重点讲了拉普拉斯变换，它是一种函数的变换方法，利用拉氏变换可以将微分方程变换成代数方程，便于求解。拉普拉斯变换主要是用来求解在时间域系统的输入和输出的偏微分方程，拉普拉斯变换主要就是把时间域变到复频域。在讲拉氏变换的时候还涉及到了阶跃函数，脉冲函数，斜坡函数，指数函数，正弦函数等常见函数。在本章中，还有拉氏变换的运算定理，拉氏反变换，拉氏变换举例等内容，老师重点讲了举例的地方，我们要求不论是一阶系统还是二阶系统，都要能够在过渡时间内快速达到稳态值的0.95-0.93。二阶系统要处于欠阻尼状态。由于拉氏变换公式很难记，老师鼓励我们查表。第三章，本章主要是通过微分方程，传递函数和系统框图建立自动控制系统的数学模型，利用数学模型描述系统的输入量和输出量以及内部各变量之间的关系。控制系统的微分方程的建立和微分方程的求解，在这当中就用到了第二章学到的拉氏变换来求解，在讲道传递函数时我知道了它是系统数学表达式的一种形式，还有系统框图，这几个名词之间是有很大关系的，建立好数学模型，没有传递函数不行，没有系统框图也不行。老师重点讲了系统框图和传递函数的建立，传递函数的建立主要是用梅逊公式，通过系统的框图，结合梅逊公式把系统的传递函数写出。在学习梅逊公式的时候，我知道了没逊公式的计算方式，利用梅逊公式可以很快的列出系统的传递函数，自控系统的结构图是系统传递函数图形化的描述方式，是图形化的数学模型，由系统的每个环节组成，能直观的表示系统的结构特点以及各个参变量和作用量在系统中的作用，表示各个环节的相互联系。第四章主要是说控制系统的时域分析法，说的是时域分析法对于线性定常系统，可基于系统的微分方程，利用拉氏变换为数学工具，直接求解系统的时域响应。并利用想应该表达式或响应曲线分析自动控制系统的性能，一个系统的时域响应取决于系统本身的结构参数，又与系统的初始状态以及作用于系统的外作用有关。阶跃响应的性能指标，把控制系统的响应时间顺序可分为动态过程和稳态过程，分析动态过程可以评价系统的快速性和稳定性，分析系统的稳态过程可以评价系统的准确性，对于阶跃响应的性能指标，我们要求调整时间要短，超调量不能太大，稳态误差要越小越好，最好等于零。这几个变量是相互矛盾的，所以要均衡好，平衡调节才可以使系统处于最佳状态，系统效率达到最大化。对于二阶系统，要让它工作在欠阻尼状态下，阻尼比应取0.707左右。这样系统具有快速性，又有过度构过程的稳定性。系统的稳定性要求系统受到外界的扰动后能在一定时间内恢复原状态，对于系统的稳定可以用劳斯判据进行计算判定。第五章系统频域特性分析法，虽然老师没怎么讲课，但是经过老师的指点，也对这章节有一定的了解，频域分析法是控制理论中常用的方法之一。是一种图解法，通过系统的开环特性的图形来分析闭环系统的性能。频率特性不仅可以有微分方程和传递函数求解，还可以经过试验的方式求得。对于系统分析具有极大的现实意义。频率特性是系统对不同频率正弦输入信号的响应特性，对于一个稳定的线性系统，其输出量的幅值与输入量的幅值对频率的变化称为幅频特性，其输出相位与输入相位对频率的变化称为相位频率特性。两者称为频率特性和幅相特性。频率特性的特性：频率特性是以线性定常系统为基础的且假定微分方程是稳定的情况下推导出来的；频率特性对系统的控制元件和部件，控制装置都适用；表达式含有系统或元件部件的全部结构参数；频率特性和微分方程及传递函数一样，也是系统或元件的动态数学模型；利用频率特性可以根据开环系统频率特性分析闭环系统的性能。学习心得，随着学期期末的到来，《自动控制原理与系统》这门课程的学习也进入了尾声，以上是我对这门课程的总结，在学习的过程当中虽然遇到了许多困难，但是在老师的悉心指导下还是一一克服了困难。随着圣餐发展和科学的进步，自动制动控制系统这技术一定会广泛应用到各个领域中去。现在学习的知识还远远不够，纸上谈兵都只能谈两页，用到实践中的又回更少了。在老师的教导下，让我们懂得了学习的重要性，在老师在课堂上穿插的话外题中，不仅让我学到了课本的知识，还让我学到了一股争气，青年人要争，这使我受益匪浅。老师不仅在教学，更是在育人。教我们学习做人面面俱到，使我更加坚定了人生道路，活到老学到老，使我们更加有气质和内涵，人只有有了气质和内涵才不会被看低，站在人群中才能有一种无以言表的成就感。今后我还将继续努力学习，为自己的人生道路上留下更多的色彩。最后还是得感谢老师的栽培！10楼宇一班黄湛201234562011年11月26日