清华大学自动化控制课程讲义
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简介：
《清华大学自动化控制课程讲义》是一套由清华大学资深教授编写的教学资料，涵盖了现代自动化控制理论与技术的核心内容。该讲义深入浅出地介绍了系统建模、分析及设计方法，并融合了最新的科研成果和工程应用实例，旨在帮助学生建立坚实的理论基础并培养解决实际问题的能力。
自动控制系统是利用仪器、装置或系统对控制对象进行调节的技术，在工业、航空及航海等领域广泛应用。清华大学的《自动控制》课程涵盖了该领域的基础概念、原理、分类方法及其应用等方面。
基本控制理论包括开环与反馈两种机制：开环控制系统依据预定操作执行，不考虑输出结果，因此其精度和稳定性较低；而反馈控制系统通过比较预期值与实际输出来调整偏差信号，从而精确地调节系统。例如冰箱温度调控就是典型的负反馈实例。
根据实现目标、输入输出变量的数量以及信号性质的不同，自动控制系统的分类方法多样：
1. 依据目的可分为恒值系统（如电热水器）和伺服系统（导弹控制系统等）。
2. 根据输入输出数量分为单输入单输出(SISO)与多输入多输出(MIMO)系统。SISO例如温度调节器；MIMO包括飞机的飞行控制。
3. 按照信号性质分，有连续、离散和混合系统。如流量阀为连续控制系统，计算机参与的是离散系统，而机器人则是混合类型。
另外，根据数学描述方式将自动控制系统分为线性和非线性两类。RLC电路是典型的线性模型；而非线性的例子包括放大器的饱和现象等。
4. 按照控制方法分类则有偏差反馈、扰动补偿以及复合型系统之分。
对于控制系统而言，稳定性、准确性及快速响应能力是其基本要求：稳定指系统能回到平衡状态或进行有限振荡；准确意味着静态参数符合预期值；而快是指动态性能良好，即对输入变化的迅速反应。
第二章着重于控制系统的数学建模。以RLC电路为例介绍了如何建立描述元件间关系及行为特性的微分方程模型：
Ri + L(di/dt) + uc = Ur
同时满足 i = C(du/dt)
其中，i是电流，u为电压；R、L和C分别代表电阻、电感与电容值。Ur表示输入电压。
通过这些数学工具可以深入理解RLC电路在不同时间尺度上的动态特性，并有助于进行有效的设计分析工作。
实际应用中，控制系统的设计需要深厚的理论基础和技术知识才能实现高效精准的控制目标，满足复杂的工业需求。
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