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1 # 機電狂魔
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2 # 非究極體工程師
首先,我宣告一點,自控原理和電路就只有一點關係,只要有點基礎知識就能搞定,但是跟數學關係很大(本人是自動化院的,學的就是自動化,專業課就是自控)。
再次,自控原理是一個很有魅力的書,你會越看越喜歡。
為什麼這麼說,聽我下面給你解釋。
自控原理的目前分類自控原理分為經典控制和現代控制。
相比經典部分現代部分比較好學,現代部分都是用矩陣來算的,都有相應的規律和結論。
下面我來分析下經典控制,和現代控制
經典控制的目錄表因為各個院校的自動控制原理都有自己學校老師編的書,但是無論怎麼編,學的東西是不變的,咱們以胡壽松胡教授的書為例,《自動控制原理,第六版》,因為胡教授的書太經典了,簡單易懂,新手適合學這本書。
對於現代控制,劉豹劉老師寫的現代控制也蠻好的,可以一起比較看下。
從圖中大家可以看到前八章都是經典的部分。後面幾章是現代控制。
第一章可以看出第一章是學習自控原理的基礎,講了自控原理的一般概念,引進大家進入自控原理的學習,這一章都是講了實際生活中的真實存在東西的控制。
這一章一般不單獨出題,但是某些985院校會出這一章的題,這一章的題可難,可易。
說了這麼多不如看題來的實在,以胡教授書後習題為例
第二章數學模型這一章會講到
1、訊號流圖,
2、方框圖,
3、脈衝響應等。
4、梅森增益公式,梅森增益公式,這個公式對於計算傳遞函式簡直是萬能的
5、也會講到方框圖的簡化
下面給出幾個典型的出題風格,如下圖
第三章時域分析自控原理進入了時域分析,這一章講的是線性系統的,從這裡開始自控原理開始逐級變難。
這一章會講到:
1、零初始條件下典型二階系統單位階躍響應的傳遞函式
2、動態性效能指標
3、勞斯判據
下面分別分析講解
1、這一章會講到零初始條件下典型二階系統單位階躍響應的傳遞函式。這個公式也是經典控制理論中最經典的公式之一。
大家一起看看這個公式
然後,還會講到不同的阻尼狀態下二階系統的單位階躍響應的輸出和有幾個根,根的位置在S平面上的位置等,
2、重點是:效能指標估算,包括延遲時間,超調量,調節時間,峰值時間,上升時間。
3、第三章的另一重點來了
那就是判穩。第三章的判穩是時域的判穩,用勞斯公式。具體的公式不再給出,如果感興趣可以抽空看下自控原理。
第四章根軌跡這一章必須會,只要是考試百分之百考。
這一章主要講了零度根軌跡和180度根軌跡的畫法。還會講到根軌跡方程,根軌跡增益,模值條件,相交條件等等。
繪製根軌跡的8條規則:
1、根軌跡起於開環極點,終於開環零點。
2、根軌跡的分支數等於系統特徵方程的階數,根軌跡連續並且對稱於實軸。
3、當系統開環極點個數n大於開環零點個數m時,有n-m條根軌跡分支沿著與實軸交角為 、交點為的一組漸近線趨向於無窮遠處
4、實軸上的某一區域,若其右邊開環實數零、極點個數之和為奇數,則該區域必是根軌跡。
5、
兩條或兩條以上根軌跡分支在s平面上相遇又立即分開的點,稱為根軌跡的分離點,分離點的座標d
6、根軌跡離開開環複數極點處的切線與正實軸的夾角,稱為起始角,
根軌跡進入開環複數零點處的切線與正實軸的夾角,稱為終止角。
7、若根軌跡與虛軸相交,意味著閉環特徵方程出現純虛根,系統處於臨界穩定狀態,因此根軌跡與虛軸的交點位置很重要。
8、當系統開環傳遞函式 的分子、分母階次差(n-m)大於等於2時,系統閉環極點之和等於系統開環極點之和。
繪製根軌跡的一般思路是:(要先明白繪製根軌跡的8條規則)
1、求出其零,極點
2、在s域畫出零極點的位置
3、確定漸近線,漸近線焦點交角
4、確定實軸上的根軌跡
5、確定有幾條根軌跡
6、確定分離點
7、確定分離點根軌跡增益,方便後面分析
8、確定與虛軸的交點
9、分析的結果
第五章頻域分析1、會講頻域分析的有點在哪。
2、各個典型環節的頻率特性
3、伯德圖的繪製
4、開環幅相曲線的繪製
這些影象的繪製都有對應的步驟和細節,由於內容較多,這裡不再贅述。
限免看出題型別
第六章矯正這一章是計算量最大,最複雜的地方。要是一個題出的很難,那麼這個題你花費30分鐘做都是經常存在的。
這一章主要講:
1、超前矯正,
2、滯後矯正
3、超前滯後矯正。
4、高階系統時域指標與頻域指標聯絡
5、反饋矯正
6、期望矯正
7、PID矯正設計
為了不打擊大家學習的信心我就給大家看下公式,例題不再給出
第七章離散系統這一章主要講這些
1、Z變換
2、飽和特性、間隙特性、摩擦特性、死區特性、繼電特性等
3、朱莉判據
4、終值定理
5、利用非線性改善控制系統性能
相對於第6章,這一章節相對容易了點,但是也不是特別容易,會要求畫相軌跡圖,判穩等等,這一章的例題我拿出一個給大家看下:
第八章非線性系統分析1、相平面
2、描述函式
就單單這兩個讓人就很頭疼,相平面要畫圖,描涵讓人崩潰。
不多說,看題
到第9章都是現代控制理論了我建議把劉老師的現代控制與胡教授的書對比看下,會有更好的效果。下面附圖劉老師的書。
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3 # 菜雞速通理工基礎
對工科學生,電路原理、訊號與系統、複變函式、積分變換的知識對自控原理的學習的影響是決定性的。現代控制理論還要自補矩陣理論,特別是用拉氏變換求矩陣指數。實際上,學控制論的最重要的數學知識是主要是微分方程差分方程線性代數。
幅角原理很重要,但是不需要懂複變函式。
題主所問,答案很明確,電路影響很大,但是不是沒有電路沒法學。
對學習自控原理,電路課程完全可以換成訊號與系統,或者微分方程積分變換。
如果沒有其他基礎,電路分析學得很好,也差不多。所以,電路原理對學習自控原理的作用是積極的,不能忽略的。
下面說說。
電路理論包括電路分析,電路綜合。電路理論研究物件有線性,非線性,集中引數,分佈引數。
本科課程能與自控原理密切聯絡的電路課程,主要是電路原理,類比電路。碩士階段則是非線性電路。需要注意的是,本科電路原理主要內容是線性時不變集中引數電路分析。有時域法一階電路二階電路,有零輸入響應零狀態響應,更有衝激響應和卷積。有正弦穩態,頻率響應,濾波初步,波特圖,截止頻率,頻寬。網路函式,拉氏變換法。這些內容會直接推廣和抽象到自控原理。有解微分方程的套路,也有微分方程組的套路,也有間接得到電路的解的套路。
自控原理包括系統分析和系統綜合。自控原理明顯不同於電路分析的地方是,更強調綜合。必須設計控制器。
根軌跡法,無非是微分方程特徵根問題。
頻率響應法,是電路相應內容的直接推廣。
自控原理明顯有新概念出現。穩定性,調節時間,誤差,穩定裕度。
有新工具出現。幅角原理,傅立葉變換,z變換。
基本上,自控原理是一套微分方程和微分方程組、差分方程直接求解間接求解(分析),修正解(校正)的理論。
碩士階段的控制論,簡直就是數學系了。
回覆列表
如果你是想學好自動控制原理,久必須先學好電路原理是最基礎最重要的一門課。學不好它,後面的模電、電機、電力系統分析、高壓簡直沒辦法學。
對於這門課,你要想真正的領悟和掌握,奧秘就在於不能停止思考。而且我覺得這是最重要的一點。我以《電路設計基礎》為類,其中最基礎的你要學自動控制原理 包括兩大部分 一個是類比電路和數位電路。比如電阻,電容,電感 積體電路,如何使用,維修等都需要很強的理論知識。
不過在學習之前還是從網上找點資料先看看。最好的學習方式有人帶最好。沒有的話可以從網上找點教學影片自己一邊學習一邊實踐。少走一點彎路,這樣學習比較有效可以理論推導。而電路更多的是你的思考和不斷累積的經驗。
總結學電路只知道思路是一回事,能做對是另外一回事。只有在學習中不斷培養自己開闊的視野和強大的計算能力才可以學好這門課,學電路是要靠硬功夫的,你看著老師解題的時候感覺信手拈來,自己卻百思不得其解。那是功夫沒下到位。我大學時看到一本好的資料看了大概一百天,新書都翻爛了,自己的舊書都快散架了,各種習題不計重複的做了至少1500道以上。當我做電路的時候,我會覺得時間停止了,根本感受不到自習室裡還有別人。那種你在冥思苦想後終於解決一個問題所帶來的足以讓你笑出聲來的快樂,是陪伴著我的最好的藥。每天走在月光下,我都會想,如果當不了科學家,那就乾點別的吧。
所以說啊,要學好電路,還是要發自內心的愛上它。