清华大学陈峰教授详解自动控制理论：流程框图与系统分类

清华大学自动化系的自动控制课程讲义涵盖了自动控制的基本概念和理论，主要集中在第一章到第三章的内容。第一章介绍了控制的两种基本类型：开环控制和反馈控制。开环控制如风扇转速和电热器功率调节，由于没有反馈机制，可能导致精度不高、响应速度慢和抗干扰能力弱。反馈控制则通过比较给定量与被控量的差异（如冰箱、空调温度控制），形成偏差信号并调整控制作用，旨在减小偏差。典型的负反馈系统包含偏差信号处理和控制作用环节。 第二章深入探讨了反馈控制原理，强调了负反馈的概念，以及控制系统的基本组成，包括系统框图的分析。控制系统根据不同的标准可以分类，如按照目标分为恒值控制系统（如电热水器保持恒温）和伺服系统（如导弹控制），根据输入输出变量数量分为单输入单输出(SISO)和多输入多输出(MIMO)，如恒温系统和飞机控制系统。信号性质的分类包括连续控制系统（如流量控制阀）、离散控制系统（如步进电机和计算机控制）以及混合控制系统（包含连续和离散信号的系统，如机器人）。 此外，课程还讲解了线性与非线性控制系统的区别，线性系统如RLC电路，其行为遵循叠加性和均匀性原则，而非线性系统如放大器等则不具备这些特性。掌握这些基本理论对于理解自动化设备的工作原理和设计自动化系统至关重要，无论是工业生产过程中的精确控制还是日常生活中各种设备的智能化管理，都离不开自动控制理论的应用。