程鹏著作《自动控制原理》：开环闭环系统详解与应用

自动控制原理，由程鹏编著，是一部北京航空航天大学研究生入学考试的重要参考书籍，共分为八章，深入探讨了自动控制这一核心领域的基本理论。本书旨在阐述自动控制系统的基本概念和工作原理，强调其在工业、军事、农业等多个领域的重要作用。 第一章“自动控制系统概述”首先介绍了自动控制的历史背景，自20世纪40年代以来，随着科技的进步，尤其是军事技术的需求，自动控制学科迅速发展并广泛应用。自动控制的核心目标是在无人干预的情况下，通过控制器和装置精确调节物理设备，确保受控变量按照预设规律变化，以实现高效和安全的运作。例如，工业过程中的温度、压力和流量控制，以及高温高压环境下的设备保护，都离不开自动控制。 开环控制系统和闭环控制系统是控制系统的两大基本类型。开环控制的特点在于控制量与输出量之间的信息仅单向传递，没有反馈环节，如图1-1所示的(a)图。这种简单的设计易于维护，成本较低，但其精度受限于系统元件的性能，且抗干扰能力较弱，适用于输入量已知、对控制精度要求不高的场景。例如，早期的一些机械设备可能就采用开环控制。 相比之下，闭环控制系统如图1-1(b)所示，通过反馈机制将输出量与期望值进行比较，形成误差信号，以此调整控制量，从而提高系统的稳定性和精度。闭环控制在面对外部干扰时能自我校正，适用于对控制质量有较高要求，或者存在较大扰动的场合，如精密仪器、航空航天等领域。 自动控制理论的发展不仅提升了工作效率，改善了工作环境，还通过优化系统运行，提高了产品质量，节省能源，并降低生产成本。它是推动工业、农业乃至国防等各行业科技进步的关键工具。随着科技不断进步，自动控制理论将持续深化和发展，预计在未来将有更广泛的运用前景。