《自動控制原理》課程學習心得體會

2021-03-04 02:32:27 字數 2497 閱讀 5352

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2010級電子科學與技術

我是一名電子科學類的學生,專業的培養目標就是要求我們能在電子資訊處理、電子系統與通訊方面從事產品設計、製造、除錯和新技術、新工藝的研究、開發,加之自己對這些的興趣,因此有必要學習自動控制原理這門課程。大學的需要我們做的更多的是自學、會學,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,畢竟我們學的東西很多,如果不每天使用這些,一段很長的時間以後我們又能夠記得多少呢,把握一門課的整體框架很重要;還有就是要培養自己快速學習的能力,這個世界有很多東西要學,我們所處的it 行業新知識的更新速度更是飛快,以後在工作崗位上的許多知識技能都要從頭開始,乙個人最大的競爭優勢就是能在最短的時間內掌握應有的技能……

沒有上課以前我所認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現這門課程用到了還多的方面的基本知識,深入了解之後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,一些數學模型,以及線性系統的分析……

本書的第一章對自動控制原理做了乙個概述,正如老師所講,學一門課程要先了解這門課程的整體結構,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資訊,用以不斷地修正被控量與輸入量之間的誤差,從而實現對被控物件進行控制的任務。課程的主要內容包括:經典控制理論,現代控制理論,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的數學模型的主要內容,主要講述了控制系統的實域數學模型、複數域數學模型、結構圖與訊號流圖,此外,還列舉了一些具體的建模例項,第三章講的就是線性系統的時域分析法,首先應掌握典型的輸入輸出訊號,以及什麼是動態和穩態過程以及它們的效能。重點是線性連續系統的動態過程分析。一階系統的分析是指一階微分方程作為運動方程的控制系統,需要掌握的內容是一屆系統對典型輸入訊號的輸出響應。

二階系統是指以二階微分方程作為運動方程的控制系統,以二階系統的單位階躍響應為例,分別研究了欠阻尼的單位階躍響應,臨界阻尼,過阻尼二階系統的單位階躍響應。勞斯穩定判據是根據所列勞斯表第一列係數符號的變化,去判別特徵方程序根在s 平面上的具體分布,過程如下:

1 如果勞斯表中第一列的係數均為正值,則其特徵方程序的根都在s 的左半平面,相應的系統是穩定的。

2 如果勞斯表中第一列係數的符號有變化,其變化的次數等於該特徵方程序的根在s 的右半平面上的個數,相應的系統為不穩定。之後講的是線性系統的穩定誤差分析計算,主要討論了線性控制系統由於系統結構,輸入作用形式和型別所產生的穩態誤差,其中包含有系統型別域穩態誤差的關係,同時介紹定量描述系統誤差的靜態誤差係數法。

然後我們討論了線性系統分析方法的根軌跡法,由於是**方法,所以使用起來更加簡便,所謂根軌跡就是指開環系統某一引數從零到無窮時,閉環系統特徵方程的根在s 平面上變化的軌跡。首先我們應先根據閉環傳遞函式方程求出特徵方程的根,然後令開環增益k 從零開始到無窮,利用數學上的解析方法求解出閉環節點的全部數值,將這些數值標註在s 平面上,並連成光滑的粗實線。繪製根軌跡的目的主要是為了分析系統引數對特徵根的影響。

不同引數會導致特徵根不同,也就是在特徵根在根軌跡上的位置不同,

1.只要繪製的根軌跡全部位於s 平面左側,就表示系統引數無論怎麼改變,特徵根全部具有負實部,則系統就是穩定的。

2.若在虛軸上,表示臨界穩定,也就是不斷振盪

3.假如有根軌跡全部都在s 右半平面,則表示無論選擇什麼引數,系統都是不穩定的。

根軌跡法的基本任務在於:如何由已知的開環零、極點的分布及根軌跡增益,通過**的方法找出閉環極點。一旦閉環極點被確定,閉環傳遞函式的形式便不難確定,因為閉環零點可由式直接得到。

在已知閉環傳遞函式的情況下,閉環系統的時間響應可利用拉氏反變換的方法求出,或利用計算機直接求解。開環系統的根軌跡增益與開環系統的增益k 之間僅相差乙個比例常數,這個比例常數只與開環傳遞函式中的零點和極點有關。根軌跡增益(或根軌跡放大係數)是系統的開環傳遞函式的分子﹑分母的最高端次項的係數為1的比例因子。

利用根軌跡我們可以求出系統的穩定性,系統的穩態效能,系統的動態效能等。繪製根軌跡的相角條件與系統開環根軌跡增益k 值的大小無關。即在s 平面上,所有滿足相角條件的點的集合的構成系統的根軌跡圖。

即相角條件是繪製根軌跡的主要依據。繪製根軌跡的幅值條件與系統開環根軌跡增益k 值的大小有關。即k 值的變化會改變系統的閉環極點在s 平面上的位置。

在係數引數全部確定的情況下,凡能滿足相角條件和幅值條件的s 值,就是對應給定引數的特徵根,或系統的閉環極點。由於相角條件和幅值條件只與系統的開環傳遞函式有關,因此,已知系統的開環傳遞函式便可繪製出根軌跡圖。繪製根軌跡的法則在總結裡就不在列寫,主要是書上都有,此小結主要寫自己的感悟。

最後講述了線性系統的頻域分析法,由於控制中的訊號可以表示為不同頻率正弦訊號的合成,應用頻率特性研究系統的經典方法就是所謂的頻域分析法。頻域分析法是應用頻率特性研究線性系統的一種**方法。頻率特性和傳遞函式一樣,可以用來表示線性系統或環節的動態特性。

建立在頻率特性基礎上的分析控制系統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用。所謂頻率特性,是指在正弦輸入訊號的作用下,線性系統輸出的穩態響應。接下討論的是頻率特性的影象表示法方法主要有三種,即極座標圖、對數座標圖和對數幅相圖。

本總結報告到此結束了,在此祝願老師心想事成,工作順利。

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