自动控制理论详解：王孝武_方敏课件

"自动控制理论全套课件，包括王孝武和方敏编写的教材以及相关参考书籍，由平兆武教授讲解，主要内容涵盖自动控制的基本概念、系统组成、控制方式等。" 在自动控制理论中，复变函数是重要的数学工具，用于分析控制系统的行为。在题目描述中提到的问题，当复变量`s`沿某一路径顺时针变化一圈时，需要计算函数`F(s)`的幅角变化。这涉及到拉普拉斯变换和极点零点分析，是控制系统稳定性研究的一部分。如果`F(s)`的极点位于路径` `内，那么`F(s)`的幅角可能会随`s`的变化而显著改变；反之，如果极点位于路径` `之外，幅角变化可能较小或者不变，这取决于具体系统的动态特性。 自动控制系统的定义是，在没有人直接干预的情况下，通过控制装置对机器、设备或生产过程的参数进行自动调节，使其按照预设规律运行。例如，1788年的离心式调速器就是一个早期的自动控制系统，用于控制蒸汽机的速度。 一个自动控制系统由控制器和被控对象两部分组成。控制器负责监测、决策和执行，被控对象则是实际需要控制的设备或过程。被控量是系统关键参数，给定值是期望达到的目标。自动控制的任务就是使被控量尽可能接近给定值。 控制系统通常包括以下几类元件： 1. 测量元件：检测被控量、内部变量或干扰信号。 2. 给定元件：提供期望的被控量信号。 3. 比较元件：比较被控量和给定值，产生偏差信号。 4. 放大元件：放大偏差信号以驱动执行元件。 5. 执行元件：根据放大后的信号改变被控对象的状态。 6. 校正元件：用于系统性能优化，可通过串联或反馈方式接入。 自动控制系统的原理框图包括前向通道（从输入到输出）和反馈通道（从输出到比较元件）。输入信号、输出信号和扰动信号是系统中的关键信号类型。正反馈和负反馈则分别表示信号增强和减弱的效果，反馈信号、误差信号和控制信号是分析系统响应的关键。 根据控制信号的来源，控制方式主要有以下三种： 1. 开环控制：输入信号直接影响输出，没有反馈。 2. 闭环控制：系统包含反馈回路，输出信号会影响控制信号，以修正偏差。 3. 复合控制：结合了开环和闭环控制的特点，提高系统的稳定性和精度。 这些基本概念构成了自动控制理论的基础，对于理解和设计现代控制系统至关重要。无论是经典控制理论还是现代控制理论，如状态空间分析、最优控制、鲁棒控制等，都离不开这些基本元素和原理。通过深入学习和理解，可以更好地应用于实际的自动化系统设计中。