定常多变量系统
➢自适应控制理论和方法 以系统辨识和参数估计为基础，
在实时辨识基础上在线确定最优控制规律
➢鲁棒控制方法 在保证系统稳定性和其它性能基础上，设
计不变的鲁棒控制器，以处理数学模型的不确定性。
具有规模庞大、结构复杂、功能综合、目标多样、因素众多等特点。 它是一个多输入、多输出、多干扰、多变量的系统。大系统理论目 前仍处于发展和开创性阶段
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§1-1自动控制理论发展简史
飞球调节器
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§1-1自动控制理论发展简史
1868年：J. C. Maxwell发表《调速器》，提出反馈 控制的概念及稳定性条件 1884年：E. J. Routh提出劳斯稳定性判据 1892年：A. M. Lyapunov提出李雅普诺夫稳定性理 论 1895年：A. Hurwifz提出赫尔维茨稳定性判据
概述 控制系统的动态数学模型 控制系统的时域响应分析 控制系统的频率特性 控制系统的稳定性分析 控制系统的误差分析与计算
高等数学 力学 电工学
机械设计
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课程要求
掌握自动控制基本概念，反馈控制系统原理和 各组成，开环控制和闭环控制。
掌握建立机电系统动力学模型的方法 掌握机电系统时域分析方法 掌握机电系统频域分析方法 掌握模拟机电控制系统的分析及设计综合方法
包括以下几个方面： （1）判断系统能否正常工作——系统稳定性 （2）判断系统是否有稳定裕量,即能否可靠地工作——
系统可靠性 （3）判断系统精度的高低、误差的大小——系统
的准确性 （4）判断系统响应的快慢——系统的快速性
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本课程要解决的问题
2. 控制系统设计
合理选择控制规律 设计任务
1954年：钱学森发表《工程控制论》
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§1-1自动控制理论发展简史
1980迄今：鲁棒控制、H∞控制、非线性控制、智能控制等 新出现生物控制论、经济控制论和社会控制论
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我们可以毫不含糊地说从科学理论的角度来 看，二十世纪上半叶的三大伟绩是相对论、 量子论和控制论，也许可以称它们为三项科 学革命，是人类认识客观世界的三大飞跃。
明确对控制系统的基本要求
2020/71-1自动控制理论发展简史
➢公元2世纪，张衡发 明候风地动仪
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§1-1自动控制理论发展简史
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§1-1自动控制理论发展简史
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§1-1自动控制理论发展简史
现代 控制 理论
单I/O 微分方程， 时域法
线性定常 传递函数 频域法
系统
根轨迹法
多输入-多 线性代数、 输出变系 矩阵理论 数，非线 性等系统
状态 空间法
对复杂多变量 系统、时变和 非线性系统无
能为力
比较繁琐
（但由于计
算机技术的
迅速发展，已 克服)
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大系统理论
➢现代频域方法：以传递函数矩阵为数学模型，研究线性
设计控制器
任务书
稳定性 稳态性能 可靠性
设计依据
快速性能 动态性能
技术要求 性能指标
准确性能
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课程教学目标
➢ 掌握有关自动控制的基本概念、基本理 论和基本方法，能够自觉运用反馈原理 解决工程实际中的相关问题。
➢ 学会用系统的方法分析问题和解决问题， 逐步提高创新意识和能力。
➢ 掌握自动控制基本组成、线性系统数学 建模以及系统分析与设计的基本方法， 能进行典型控制系统的分析和设计。
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教学形式: 课堂上，多媒体授课为主，板书为辅；
希望和要求:
教师严谨治学 学生积极配合 建议希望踊跃发表 意见要求及时反馈 新生事物大家支持 师生共同创造佳绩
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课程简介
是研究各类控制系统共性的一门技术基础科学。 以动态的观点去看待一个机械工程系统 采用控制的观点和思想方法解决生产过程中存在的问题 以及使系统按预定的规律运动 机械、电气为基础
机械工程控制基础
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主讲: 李华强
课程性质: 课程特点：
专业技术基础课
内容丰富，技术更新快， 紧密联系实际，应用非常广泛。
课堂：紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，注意
巧
解题方法和技
习题：独立完成作业，按时交作业。
实验：注意理论联系实际，掌握软件编制的方法 ，仿真调试与物 理
实验验证相结合。
作用：
➢ 解决工程中实际问题 ➢ 课程、毕业设计、工作基础 ➢ 考研、考博
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主要教学内容
控 制 工 程 基 础
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基础知识 分析方法 工程应用
基本概念 控制系统结构体系 控制系统数学模型 时域分析
频域分析
系统稳定性判据 系统性能指标 系统校正
本课程要解决的问题
控制系统性能分析
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1 概述
主要内容
自动控制理论发展简史 控制问题的提出
自动控制系统的基本概念 控制理论在机械工程中的应用
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1 概述
本章基本要求
掌握反馈控制系统基本概念，系统组成和各组成环节 的作用，系统原理方块图。
了解自动控制系统分类及特点
掌握负反馈在自动控制系统中的作用 明确开环与闭环区别
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§1-1自动控制理论发展简史
1932年：H. Nyquist提出奈奎斯特稳定性判据 1945年：H. W. Bode提出反馈放大器的一般设计方 法 1948年：N. Wiener发表《控制论》，标志经典控 制理论基本形成 1950年：W. R. Evans提出根轨迹法，并应用于反馈 控制系统的设计
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控制理论： 经典控制理论 现代控制理论
经典控制理论 以传递函数为基础，主要研究单输入单输出线性定常系
统的分析和设计问题。
现代控制理论 以状态空间法为基础，主要研究多输入、多输出、时变
参数、高精度复杂系统的分析和设计问题。
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研究对象 数学工具 分析方法 局限性
经典 控制 理论
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智能控制
模型的不确定性，高度非线性，分布式的传感器和执行器， 动态突变，多时间标度，复杂的信息模式，庞大的数据量， 以及严格的特性指标等
智能控制是从“仿人”的概念出发的。一般认为， 其方法包括学习控制、模糊控制、神经元网络控制、和 专家控制等方法。
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本课程主要内容和章节