《自动控制原理》习题详解_王建辉

简介：
《自动控制原理》习题详解一书由王建辉编写，旨在帮助学生深入理解和掌握自动控制理论的核心概念与应用技巧，通过详细解析经典例题和练习题，助力读者攻克学习难点。 ### 自动控制原理习题详解知识点解析 #### 一、自动控制原理概述 **自动控制原理**是研究如何设计和分析能够自动调节或控制物理系统行为的系统的学科，其应用领域广泛，包括工业生产、航空航天及机器人技术等。王建辉老师的《自动控制原理习题详解》是一本针对该课程的辅导教材，旨在帮助学生更好地理解和掌握自动控制的基本理论与方法。 #### 二、自动控制系统基本概念 1. **开环控制**：在开环控制系统中，系统的输出不被反馈到输入端以调整控制作用。这种系统简单易实现，但抗干扰能力较弱。 2. **闭环控制**（反馈控制）：闭环控制系统通过将输出信号反馈至输入端来调节和优化控制效果，从而实现对系统性能的精确调控。此类系统具备良好的稳定性和准确性。 #### 三、控制系统的数学模型 - **传递函数**：描述线性时不变(LTI)系统的一种方法，它简洁地表示了输入与输出之间的关系。 - **状态空间表达式**：适用于非线性及时间变化的更通用的方法。包括状态方程和输出方程两部分。 #### 四、稳定性分析 - **劳斯判据**：用于判断LTI系统稳定性的方法，通过计算特定表中的元素来确定系统的稳定性。 - **奈奎斯特判据**：基于频率响应的技术手段以评估含有纯滞后环节的复杂系统的稳定性特征。 #### 五、频域分析 - **Bode图**：展示系统幅值和相位特性的图形工具，常见于性能指标及稳定性的研究中。 - **Nyquist图**：一种可视化技术用于判断闭环控制系统的稳定性，通过绘制频率响应轨迹来实现。 #### 六、校正方法 - **PID控制器**：比例积分微分(PID)调节器是一种广泛应用的控制系统类型。它通过对偏差进行处理以调整输出值。 - **根轨迹法**：分析参数变化对系统极点位置影响的技术，通过绘制图形直观地了解稳定性的变动情况。 - **相位超前校正**：一种提高稳定性及响应速度的方法，在控制回路中引入特定网络来改善系统的频率特性。 #### 七、数字控制 - **采样理论**：研究连续信号转换为离散序列的过程及其对系统性能的影响的学科领域。 - **Z变换**：类似于拉普拉斯变换，用于分析和设计离散时间控制系统的重要工具。 #### 八、系统综合设计 - **最优控制**：寻找使某一目标函数达到最小（或最大）值的最佳控制策略的问题。 - **鲁棒控制**：在存在不确定性的情况下确保控制器能够维持系统的稳定性和性能的方法。 ### 结语 王建辉老师的《自动控制原理习题详解》提供了丰富的例题和练习，详细解释了各种解题技巧和思路。本书非常适合于学习自动控制理论和技术，并应用于实际工程问题中。