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自动控制原理基础教程学习心得体会
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姓名:*** 学号:****** 摘要：自动控制指的就是在已知控制系统结构和参数的基础上，求取系统的各项性能指标，兵找出这些性能指标与系统参数间的关系就是对自动控制系统的分析，而在给定对象特性的基础上，按照控制系统应具备的性能指标要求，寻求能够全面满足这些性能指标要求的控制方案并合理确定控制器的参数，则是对自动控制系统的分析和设计。
关键字：自动控制、开环、闭环、稳定性、灵敏度
这学期学习了自动控制原理基础教程这门课程，课堂上我学到了很多，课后我又通过网络工具又查询了自动控制的相关历史，觉得自动控制在未来的发展前景一片光明，这更加坚定了我学习好自动控制和其他专业课的决心。自动控制是一门技术学科，从方法论的角度来研究系统的建立、分析与设计。它的主要涉及内容有:大学物理（力学、热力学）、电机与拖动、电路理论、信号与系统、复变函数、拉普拉斯变换、模拟电子技术、线性代数、微积分（含微分方程）。在当代，自动控制原理已经发展为理论严密、系统完整、逻辑性很强的一门学科。从基本反馈控制原理发展到自适应控制、优化控制、鲁棒控制、大系统控制、智能控制。它主要研究的内容是因果系统、工程系统。其一般概念是一个负反馈调节，先通过实际系统到物理模型再到数学模型然后在到方法（系统组成分析、统计）最后又用到实际系统中的一种自动控制的原理。
一、自动控制原理的分类：按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统:在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。
闭环控制系统:闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。
系统的过渡过程产生的原因 ：系统中储能元件的能量不可能突变。“准”是说明系统的稳态（静态）品质稳定性 是保证控制系统正常工作的先决条件线性控制系统的稳定性由系统本身的结构与参数所决定的，与外部条件无关。快速性是系统在稳定的条件下，衡量系统过渡过程的形式和快慢，通常称为“系统动态性能”。过渡过程时间、超调量准确性是在系统过渡过程结束后，衡量系统输出（被控量）达到的稳态值与系统输出期望值之间的接近程度。
二、自动控制的基本概念
1、控制的实质：检测偏差和纠正偏差，给定量位于系统的输入端，称为给系统输入量，也称为参考输入信号。被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系统的输入端，使之与输入量进行比较，产生偏差信号。输出量的返回过程称为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号。
2、控制系统的工作原理：检测输出量（被控制量）的实际值；将输出量的实际值与给定值（输入量）进行比较得出偏差；用偏差值产生控制调节作用去消除偏差，使得输出量维持期望的输出。系统能在存在无法预计扰动的情况下，自动减少系统的输出量与参考输入量之间的偏差，故称之为反馈控制。显然： 反馈控制建立在偏差基础上，其控制方式是“检测偏差再纠正偏差”。
3、自动控制要解决的基本问题：如何使被控制量按照给定量的变化规律变化，就是一个控制系统要解决的基本问题。解决方法：闭环控制=反馈控制=偏差控制。自动控制系统——在没有人直接参与的情况下，利用控制装置对被控对象进行控制操纵，使被控量按照参考输入保持常值或者跟随参考输入的变化规律而变化的系统。
三、开环控制和闭环控制
1、开环控制：控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制。
2、闭环控制：将系统的被控变量反馈到输入端，并与参考输入相比较，产生一个误差信号加到控制器上使输出改变，从而减少系统误差，达到实现精确控制的目的。
3、开环控制与闭环控制的比较(1)开环优点: 系统结构简单，调试容易，当输入信号和扰动能预先知道时，控制效果较好。缺点：不能自动修正被控制量的偏离，系统的元件参数变化以及外来的未知扰动对控制精度影响较大，抗干扰能力差。(2)闭环优点：具有自动修正被控制量出现偏离的能力，可以修正元件参数变化以及外界扰动引起的误差，控制精度高，抗干扰能力强。缺点：被控量可能出现振荡，甚至发散。
四、控制系统的类型
1、按输入信号分类：定值控制系统；伺服系统（随动系统）；程序控制系统。
2、按系统是否满足叠加原理：线性系统与非线性系统。
3、按系统控制器是否采用计算机：计算机（数字）控制系统与模拟系统。4.按控制对象的范畴：运动控制系统与过程控制系统。5.按系统参数是否随时间变化：时变系统和定常系统。
五、对控制系统的基本要求
1、稳定性：对一个能正常工作的线性定常系统来说，在动态响应过程中，可以允许产生振荡现象，但其振幅度必须是逐渐衰减的，即系统的被控变量在围绕其平衡位置振荡若干次后，应能稳定到平衡位置，这种系统称
为稳定系统。稳定性是控制系统正常工作的先决条件。由系统结构和参数决定，与外界因素无关。
2、快速性：输出量和输入量产生偏差时，系统消除这种偏差的快慢程度。表征系统的动态性能。
3、准确性：即稳态精度，用系统的稳态误差来表征。稳态误差是控制系统响应的稳态值与其希望值之差。
4、灵敏度：系统中元件参数的改变对系统响应的影响,可以用灵敏度来表示。
5、抗干扰性：系统的抗干扰性,直接与系统的稳态精度有关。
6、稳健性：上述的4 和5两个指标结合起来，称为系统的稳健性指标。
六、结论
自动控制学科是近几十年来了发展起来的一门很重要的学科。它的发展很迅速，特别是计算机的快速发展，更加快了它的发展，尤其是工业自动化技术近年来的发展。自动化学科研究的范围也是很广泛的，对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极作用。
自动控制是相对人工控制概念而言的。指的是在没人参与的情况下，利用控制装臵使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。基础的结论是由诺伯特〃维纳，鲁道夫〃卡尔曼提出的。
例如：室内温度的调节 室内温度的调节是一个简明易懂的例子。目的是把室内温度保持在一个定值θ，尽管开窗等因素使得室内热量散发出室外（干扰d）。为了达到这个目的，加热必须被适当的影响。通过阀门的调节，温度就会保持恒定。除此之外，在人们有感觉之前，暖器热水的温度也会受外界温度的干扰。
自动控制是一个非常有吸引力的研究领域，在过去的几十年中发展起来的理论和实践解决了大量的自动化问题，使这个领域具有了通用的特点。同时，在控制时保证了较高的控制精度，有强的抗干扰能力，又有很高的可靠性和环境适应性。自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用附加装置（自动控制装置）使生产过程或生产机械（被控对象）自动地按照某种规律（控制目标）运行，使被控对象的一个或几个物理量（如温度、压力、流量、位移和转速等）或加工工艺按照预定要求变化的技术。它包含了自动控制系统中所有元器件的构造原理和性能，以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识；自动控制系统的分析与综合；控制用计算机（能作数字运算和逻辑运算的控制机）的构造原理和实现方法。自动控制技术是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高技术之一；是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术；是自动化领域的重要组成部分。
自动控制技术有很强的应用背景，无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上，或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上；无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上，或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。自动控制技术对导弹和人造地球卫星是非常重要的，对于研究原子能的应用，研究飞机和导弹的空气动力和结构强度也是有用的。没有应用背景的“控制理论”就缺乏生命力。可以肯定的说，自动控制原理早已经被广泛运用于第一、二、三产业。
近年来自动控制技术发展迅猛，特别是计算机技术、网络和通信技术发展的突飞猛进，使人们籍助于许多使能技术的进步和一些开发工具的扩大，将人们构思的自动操作得以付诸实现。如网络控制技术、可编程控制器等均属于自动化控制技术中的使能技术。自动控制技术正向着网络化、集成化、分布化、节点节能化的方向发展。相信，未来的自动控制领域将是我们施展才能的一个更为广阔的舞台。
