《自動控制原理》作為自動化、電子信息等工程類專業(yè)的核心課程，主要包含經典控制理論與現(xiàn)代控制理論兩大部分，前者以傳遞函數(shù)為基礎，適用于單輸入單輸出線性定常系統(tǒng)；后者基于狀態(tài)空間法，能處理多變量及非線性系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。

基礎概念部分

首先建立自動控制的“世界觀”，明確系統(tǒng)、被控對象、控制器、反饋等核心術語，并深刻理解開環(huán)控制與閉環(huán)控制的根本區(qū)別及其優(yōu)劣。閉環(huán)控制因引入了反饋，能自動抑制干擾，提高控制精度和穩(wěn)定性，是絕大多數(shù)高性能系統(tǒng)采用的方式。同時，對控制系統(tǒng)“穩(wěn)、準、快”（穩(wěn)定性、準確性、快速性）三大基本性能要求及其相互制約關系的理解，是后續(xù)所有分析的基石。

數(shù)學建模

數(shù)學建模核心內容包括建立系統(tǒng)的微分方程、求解傳遞函數(shù)（線性定常系統(tǒng)的復域模型），以及利用系統(tǒng)框圖、信號流圖（含梅森公式）進行圖形化表示與化簡。對于現(xiàn)代控制理論，還需掌握以狀態(tài)空間方程描述系統(tǒng)內部狀態(tài)的方法。熟練掌握從物理系統(tǒng)（如電氣、機械系統(tǒng)）推導傳遞函數(shù)和等效變換方框圖的能力至關重要。

系統(tǒng)分析與設計

是課程的主體與目標。分析旨在評估系統(tǒng)性能，主要包括時域分析和頻域分析兩大支柱。時域分析關注系統(tǒng)對階躍等信號的動態(tài)響應（如超調量、調節(jié)時間），并運用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)絕對穩(wěn)定性，計算穩(wěn)態(tài)誤差。

頻域分析則通過繪制與分析奈奎斯特圖、伯德圖，運用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)來評估系統(tǒng)穩(wěn)定性，并通過幅值裕度、相位裕度衡量系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。在分析基礎上，系統(tǒng)設計（校正）旨在優(yōu)化性能，其核心內容包括PID控制器的原理與參數(shù)整定，以及基于根軌跡法或頻域法（如超前、滯后校正）的設計方法，這是連接理論與工程實踐的關鍵橋梁。

本期機械知網(wǎng)分享《自動控制原理》精品課件，文檔共1000多頁篇幅較長，這里僅截圖80供讀者參考。自動控制原理是自動化專業(yè)必修課程，適用于所有工科朋友，希望對大家學習和工作有所幫助。

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