北航自控原理详解：自动控制系统数学模型与控制方式

北京航空航天大学的自动控制原理PPT主要介绍了自动控制系统的数学模型及其关键组成部分。第二章重点探讨了控制系统中的核心概念，包括控制系统微分方程的建立、非线性微分方程的线性化、传递函数的概念及其在动态结构图中的应用。传递函数用于描述系统输入与输出之间的关系，是系统分析的重要工具。系统脉冲响应函数则展示了系统在受到瞬间冲击输入后的响应，而典型反馈系统传递函数则是对实际系统特性的简化表示。 动态结构图是一种直观的方式来展示系统中各部分如何相互作用，有助于理解系统的工作流程。通过水位自动控制系统实例，讲解了控制任务、控制装置（如气动阀门和控制器）、受控对象（如水箱）、被控量（水位高度）以及给定值、测量装置（浮子）和干扰因素等概念。控制任务是保持水箱水位恒定，通过控制装置实现对被控量的调节。 在基本的自动控制方式中，被控对象通过测量、比较和执行元件组成一个自动控制方框图，如开环控制、闭环控制（如偏差调节）、复合控制等。开环控制的特点是没有反馈环节，仅依赖于给定值来操作，如炉温控制系统中的定时开关控制。闭环控制则引入了反馈机制，能够根据输出偏差调整控制，确保系统稳定运行。 通过以上知识点，学习者可以深入理解自动控制系统的设计原理、模型构建和各种控制方式的优缺点，这对于理解和设计实际的自动化系统至关重要。掌握这些概念有助于学生在后续的学习中更好地分析和解决工程问题。