线性离散系统分析与校正：自动控制原理概论

“冯浩源的自动控制原理课程，重点讲解线性离散系统的分析与校正，包括基本概念、信号采样与保持、Z变换理论、系统模型、稳定性和稳态误差分析等内容。” 自动控制原理是自动化专业的核心课程，旨在让学生掌握自动控制系统的理论基础和分析方法。课程主要分为多个章节，其中第七章专门探讨线性离散系统的分析与校正，共计12学时。这一章的内容涵盖了以下几个关键知识点： 1. **基本概念**：学习者需要理解线性离散系统的基本定义，包括离散时间信号、采样过程、离散系统与连续系统之间的区别等。 2. **信号的采样与保持**：采样是将连续时间信号转化为离散时间信号的过程，保持器则确保在采样间隔内信号值的恒定。这部分内容会涉及奈奎斯特定理，即无失真采样所需的最小采样频率。 3. **Z变换理论**：Z变换是离散时间信号分析的重要工具，类似于连续时间信号的拉普拉斯变换。通过Z变换，可以将离散时间系统的分析从时域转换到复频域，便于系统稳定性分析和性能评估。 4. **离散系统的数学模型**：包括差分方程和脉冲传递函数，它们是描述离散系统动态行为的数学表达形式。 5. **离散系统的稳定性与稳态误差**：稳定性分析是系统设计的关键，包括边界稳定、绝对稳定和相对稳定的概念。稳态误差则涉及到系统在稳态时输出与期望值的偏差。 6. **离散系统的动态分析**：探讨系统响应的时域特性，如上升时间、超调量、调整时间等，以及如何通过系统校正改善这些性能指标。 课程采用冯浩源编著的教材，结合多媒体课件，以理论教学和实验实践相结合的方式进行。课程设置在第五学期和第六学期，作为自动化专业的必修课，要求学生具备高数、复变函数、积分变换、线性代数、电路理论等相关先修知识。 通过本课程，学生不仅要掌握线性离散系统的分析方法，还要了解线性控制系统的时域、根轨迹和频域分析，以及校正和设计策略。此外，非线性控制系统的相平面分析和描述函数方法，以及线性状态空间分析方法也是课程的重点。同时，课程还引入MATLAB软件，让学生熟悉使用该工具进行控制系统的设计和仿真。 这门课程全面覆盖了自动控制的基础理论和实用技术，对于培养学生的系统分析能力和工程实践能力具有重要意义。