东北大学《自动控制原理》课程大纲

"东北大学《自动控制原理》课程课件，主要涵盖了自动控制原理的基本概念，包括开环控制系统与闭环控制系统，闭环控制系统的组成和基本环节，自动控制系统的类型，性能指标等内容。" 自动控制原理是研究如何通过自动装置对系统进行控制的一门技术学科，它在电路理论、电机与拖动、信号与系统等多个领域都有紧密联系，并为后续的专业课程如现代控制理论奠定基础。这门课程的重点在于理解自动控制系统的结构和工作原理，特别是闭环控制系统的组成和反馈控制系统的基本要求。 课程内容首先介绍了自动控制的基本概念，强调了自动控制在无须人工直接干预的情况下，通过物理设备对系统进行的控制。自动控制系统是由多个物理部件组成的，其目标是实现特定的控制目标，如保持物理量恒定或按预定规律变化。 接着，课程深入讲解了开环控制系统和闭环控制系统的区别。开环控制系统是一种简单的控制结构，不包含反馈机制，其性能和稳定性完全取决于输入和系统本身的特性。例如，一个简单的温度控制系统，设定一个固定电压（uc）作为控制输入，而输出是电阻的温度，这种系统不会根据实际温度变化来调整控制策略。 相反，闭环控制系统包含了反馈机制，能够根据系统的实际输出与期望值之间的偏差进行调整。这种系统通常由扰动量（如环境温度变化）、给定量（期望的设定值）和输出量（实际状态）组成，通过控制器（如执行器）调整控制信号以减小或消除偏差。闭环控制系统的优点在于具有良好的稳定性和抗干扰能力，能实现更精确的控制。 此外，课程还涉及了自动控制系统的类型，如线性系统、非线性系统、连续时间系统和离散时间系统等，以及评估控制系统性能的关键指标，比如稳态误差、上升时间、超调量等。这些指标对于理解和设计高效的控制系统至关重要。 通过学习东北大学《自动控制原理》的课程，学生将能够掌握自动控制系统的基础知识，理解控制系统的构成、分析方法和设计原则，为进一步研究现代控制理论和其他相关专业领域打下坚实基础。