【正文】 究多輸入 多輸出 ( MIMO )、時(shí)變、非線性等 系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)濾波、系統(tǒng)辨識、自適 應(yīng)控制、智能控制等問題；控制理論研究的重 點(diǎn)開始由頻域移到從本質(zhì)上說是時(shí)域的狀態(tài)空 間方法。l 1884年： E. J. Routh提出勞斯穩(wěn)定性判據(jù)。 不同性質(zhì)的控制系統(tǒng)，對穩(wěn)定性、精確性和快 速性要求各有側(cè)重。穩(wěn)態(tài)誤差 ：系統(tǒng)的調(diào)整（過渡）過程結(jié)束而趨于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與給定量之間的差值。穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)正常工作的先決條件。 定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)216。216。 離散（數(shù)字）控制系統(tǒng)系統(tǒng)中某一處或多處的信號為脈沖序列或數(shù)字量傳遞的系統(tǒng)。 按系統(tǒng)中傳遞信號的性質(zhì)分類 216。如數(shù)控加工系統(tǒng)。控制任務(wù)是保證在任何擾動作用下系統(tǒng)的輸出量為恒值?？刂葡到y(tǒng)中比較元件、放大元件、執(zhí)行元件和反饋元件等共同起控制作用，統(tǒng)稱為 控制器 。第一章 緒論216。 注意 ： 在機(jī)械、液壓、氣動、機(jī)電等系統(tǒng)中存在著內(nèi)在反饋，這種反饋無須專門的反饋元件，是系統(tǒng)內(nèi)部各參數(shù)相互作用產(chǎn)生的，如作用力與反作用力之間形成的直接反饋 。 給定元件 產(chǎn)生給定信號或輸入信號。 優(yōu)點(diǎn) ： 精度高，對外部擾動和系統(tǒng)參數(shù)變化不 敏感 第一章 緒論缺點(diǎn) ： 存在穩(wěn)定、振蕩、超調(diào)等問題，系統(tǒng)性 能分析和設(shè)計(jì)麻煩。若組成系統(tǒng)的元件特性和參數(shù)值比較穩(wěn)定，且外界干擾較小，開環(huán)控制能夠保持一定的精度。 閉環(huán)控制系統(tǒng)216。 注意：反饋控制系統(tǒng)中，反饋信號是與給定信號相減，使偏差越來越小，稱為 負(fù)反饋 。顯然： 反饋控制建立在偏差基礎(chǔ)上 ，其控制方式是 “檢測偏差再糾正偏差 ”。檢測輸出量（被控制量）的實(shí)際值216。 輸出量（全部或一部分）通過測量裝置返回系 統(tǒng)的輸入端，使之與輸入量進(jìn)行比較，產(chǎn)生 偏 差 （給定信號與返回的輸出信號之差）信號。 也稱為 參考輸入量 （ 信號 ）。溫度偏差信號經(jīng)電壓、功率放大后，用以驅(qū)動 執(zhí)行電動機(jī)，并通過傳動機(jī)構(gòu)拖動調(diào)壓器動觸 頭。人工控制過程的實(shí)質(zhì)： 檢測偏差再糾正偏差 。其信息流動與反饋的過程如下圖所示：運(yùn)動系統(tǒng)感覺器官自行車第一章 緒論五、控制系統(tǒng)的工作原理及其組成加熱電阻絲~220V調(diào)壓器人工控制的恒溫箱 溫度計(jì)例：人 工控制恒溫箱調(diào)節(jié)過程 ：216。第一章 緒論 比較點(diǎn)（相加點(diǎn)）：表示兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號進(jìn)行相加或相減運(yùn)算。例： mck系統(tǒng)第一章 緒論顯然這是一個(gè)內(nèi)反饋，因?yàn)闆]有附加反饋控制裝置。第一章 緒論內(nèi)反饋與外反饋外反饋：在自動控制系統(tǒng)中，為達(dá)到某種控制目的而人為加入的反饋，稱為外反饋。 靜態(tài)模型反映系統(tǒng)在恒定載荷或緩變作用下或在系統(tǒng)平衡狀態(tài)下的特性，現(xiàn)時(shí)輸出僅由其現(xiàn)時(shí)輸入所決定，一般以代數(shù)公式描述。 系統(tǒng)的模型包括實(shí)物模型、物理模型、和數(shù)學(xué)模型等等。 機(jī)械系統(tǒng) : 實(shí)現(xiàn)一定的機(jī)械運(yùn)動、輸出一定的機(jī)械能，以及承受一定的機(jī)械載荷為目的的系統(tǒng)，稱為機(jī)械系統(tǒng)。第一章 緒論注意： 系統(tǒng)的初始狀態(tài)也可視為一種特殊的輸入，即初始輸入或初始激勵(lì)。對上例，需要研究的問題可歸納為以下三類：1)系統(tǒng)的輸入與系統(tǒng)的固有特性如何影響 y(t)，三者之間表現(xiàn)為何種關(guān)系 。第一章 緒論動力學(xué)問題 : 　 系統(tǒng)在外界作用（輸入或激勵(lì)、包括外加控制與外界干擾）下，從一定初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)歷由其內(nèi)部的固有特性（由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)所決定）所決定的動態(tài)歷程（輸出或響應(yīng)）。系統(tǒng) (廣義系統(tǒng) ):按一定的規(guī)律聯(lián)系在一起的元素的集合。例 .控制實(shí)例 液面控制人工控制 自動控制第一章 緒論控制論 : 定義：關(guān)于控制原理和控制方法的學(xué)科，研究事物變化和發(fā)展的一般規(guī)律。 第一章 緒論控制的定義 : 控制 :對對象施加某種操作，使其產(chǎn)生所期望的行為。被控對象的復(fù)雜性體現(xiàn)為 :模型的不確定性，高度非線性，分布式的傳感器和執(zhí)行器，動態(tài)突變，多時(shí)間標(biāo)度，復(fù)雜的信息模式，龐大的數(shù)據(jù)量，以及嚴(yán)格的特性指標(biāo)等。它是一個(gè)多輸入、多輸出、多干擾、多變量的系統(tǒng)。第一章 緒論大系統(tǒng)理論 20世紀(jì) 70年代開始，現(xiàn)代控制理論繼續(xù)向深度和廣度發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的控制方法和理論。1954年貝爾曼（ )提出動態(tài)規(guī)劃理論216。第一章 緒論現(xiàn)代控制理論 由于經(jīng)典控制理論只適用于單輸入、單輸出的線性定常系統(tǒng)，只注重系統(tǒng)的外部描述而忽視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。第一章 緒論經(jīng)典控制理論的基本特征（ 1）主要用于線性定常系統(tǒng)的研究，即用于常系數(shù)線性微分方程描述的系統(tǒng)的分析與綜合；（ 2）只用于單輸入，單輸出的反饋控制系統(tǒng)；（ 3）只討論系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系，而忽視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)，是一種對系統(tǒng)的外部描述方法。 二戰(zhàn)期間（ 19381945年）奈奎斯特（ ）提出了頻率響應(yīng)理論；216。 1868年，馬克斯威爾（ ）提出了低階系統(tǒng)的穩(wěn)定性代數(shù)判據(jù) 。從 1868年馬克斯威爾（ ）提出低階系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)至今一百多年里，自動控制理論的發(fā)展可分為四個(gè)主要階段：第一章 緒論第一階段： 經(jīng)典控制理論（或古典控制理論）的產(chǎn)生、發(fā)展和成熟；第二階段： 現(xiàn)代控制理論的興起和發(fā)展；第三階段： 大系統(tǒng)控制興起和發(fā)展階段；第四階段 ：智能控制發(fā)展階段。?目前滲透到更多領(lǐng)域：大系統(tǒng)、交通管理、圖書管理等。：閉卷，卷面考試成績。第一章 緒論主要教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)知識分析方法基本概念控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型工程控制技術(shù)時(shí)域分析頻域分析系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)工程應(yīng)用系統(tǒng)性能指標(biāo)系統(tǒng)校正第一章 緒論課程成績確定方法： 本課程將注重過程，采用過程評價(jià)體系。否則，對以后的工作、學(xué)習(xí)將會造成影響。 本課程是非電專業(yè)的機(jī)電技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)用廣泛，學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多，不能輕視。 l課堂教學(xué)l課外補(bǔ)充復(fù)習(xí)：復(fù)變函數(shù) Laplace變換自學(xué)： Matlab編程。： 46次作業(yè)，當(dāng)堂交作業(yè)。?后來進(jìn)入軍事領(lǐng)域：飛機(jī)自動駕駛、火炮自動跟蹤、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船自動控制。既是一門古老的、已臻成熟的學(xué)科，又是一門正在發(fā)展的、具有強(qiáng)大生命力的新興學(xué)科。216。216。 至此，控制理論發(fā)展的第一階段基本完成，形成了以頻率法和根軌跡法為主要方法的經(jīng)典控制理論 。因此從某種意義上講，古典控制理論是伴隨著反饋控制技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展而逐漸完善和成熟起來的。216。它無論對線性系統(tǒng)或非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)或時(shí)變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)或多變量系統(tǒng)，都是一種有效的分析方法。 大系統(tǒng)理論是過程控制與信息處理相結(jié)合的系統(tǒng)工程理論，具有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、目標(biāo)多樣、因素眾多等特點(diǎn)。智能控制的概念和原理主要是針對被控對象、環(huán)境、控制目標(biāo)或任務(wù)的復(fù)