[研究生入学考试]中国矿业大学自控原理考研 课件 第三章第.pptx

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1、研究生入学考试中国矿业大学 自控原理 考研 课件 第三章第 制作人：PPT创作创作时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 控制系统基础控制系统基础第第3 3章章 控制系统设计控制系统设计第第4 4章章 系统辨识与模型预测控制系统辨识与模型预测控制第第5 5章章 控制系统应用控制系统应用第第6 6章章 总结总结 0101第一章 简介 考研自控原理课考研自控原理课程概述程概述自控原理课程在研究生入自控原理课程在研究生入学考试中扮演着重要的角学考试中扮演着重要的角色，通过该课程，学生可色，通过该课程，学生可以系统学习自动控制理论以系统学习自动控制理论和方法，为未来的学习和和方

2、法，为未来的学习和科研打下坚实基础。课程科研打下坚实基础。课程内容涵盖了控制系统的基内容涵盖了控制系统的基本概念、控制方法和应用，本概念、控制方法和应用，学习目标包括掌握自控原学习目标包括掌握自控原理的基本原理、方法和应理的基本原理、方法和应用技巧。用技巧。课程教学团队研究方向教授介绍辅助教学工作助教介绍实践环境实验室设置笔试和实验考试方式0103考试占比、作业占比评分比例02书面作业和实验报告作业要求参考书目参考书目现代控制理论现代控制理论自动控制原理自动控制原理网上资源网上资源学术论坛学术论坛在线课程在线课程 参考书目和资料参考书目和资料推荐教材推荐教材自控原理自控原理控制工程基础控制工程

3、基础学习目标控制系统的基本概念掌握自控原理的基本原理控制方法和应用掌握自控原理的方法应用技巧的实践掌握自控原理的应用技巧 0202第二章 控制系统基础 控制系统概述控制系统概述控制系统是指根据一定的控制系统是指根据一定的规律，对被控对象施加影规律，对被控对象施加影响，使其按照要求的状态响，使其按照要求的状态或者轨迹运行的系统。控或者轨迹运行的系统。控制系统根据控制方式、控制系统根据控制方式、控制对象和控制目标的不同制对象和控制目标的不同可以分为不同的类型，基可以分为不同的类型，基本包括开环控制和闭环控本包括开环控制和闭环控制等。控制系统一般由元制等。控制系统一般由元件、对象、目标、传感器、件、

4、对象、目标、传感器、执行器等组成。执行器等组成。描述控制系统输入与输出之间关系的数学模型传递函数定义0103常见的方法包括拉普拉斯变换法、频域法等传递函数的求解方法02具有因果性、线性性等特点传递函数性质系系统统的的时时域域性性能能指指标标包括上升时间、峰值时间、超包括上升时间、峰值时间、超调量等调量等时域分析方法时域分析方法主要有单位冲激法、单位阶跃主要有单位冲激法、单位阶跃法等法等 时域分析时域分析时域分析概念时域分析概念时域表示系统对输入信号的响时域表示系统对输入信号的响应过程应过程频域分析分析系统对频率信号的响应频域分析概念包括幅频特性、相频特性、稳定裕度等系统的频域性能指标常见方法有

5、傅立叶变换、频域法等频域分析方法总结控制系统基础知识的学习对于理解和设计复杂控制系统至关重要。传递函数、时域分析和频域分析为控制系统设计提供了重要的工具和方法。深入理解这些概念和方法，可以帮助我们更好地掌握控制系统的原理和应用。0303第3章 控制系统设计 控制器设计控制器是控制系统中至关重要的一部分，根据功能和结构的不同，控制器可以分为不同的类型。控制器设计的方法有很多种，其中PID控制器设计是其中比较常用的一种方法。PID控制器通过比例、积分和微分三个参数的组合来实现系统的稳定性和性能优化。系统稳定性分析稳定性的定义和特征系统稳定性的概念符合系统稳定的条件稳定性判据常用的稳定性分析工具和技

6、术稳定性分析方法跟踪性能分析跟踪性能分析系统的跟踪性能是评价系系统的跟踪性能是评价系统对参考信号变化的响应统对参考信号变化的响应能力的重要指标。在跟踪能力的重要指标。在跟踪性能分析中，需要考虑系性能分析中，需要考虑系统的超调量、峰值时间、统的超调量、峰值时间、稳态误差等指标。针对不稳态误差等指标。针对不同的要求和应用场景，可同的要求和应用场景，可以采用不同的跟踪性能分以采用不同的跟踪性能分析方法和优化策略来提升析方法和优化策略来提升系统的性能表现。系统的性能表现。鲁棒性设计策略鲁棒性设计策略采用先进的控制方法和算法采用先进的控制方法和算法优化参数调整和校正策略优化参数调整和校正策略鲁棒鲁棒PI

7、DPID控制设计控制设计结合结合PIDPID控制的基本原理和鲁棒控制的基本原理和鲁棒性设计思想性设计思想提高系统的鲁棒性和稳定性提高系统的鲁棒性和稳定性 系统鲁棒性设计系统鲁棒性设计鲁棒性概念鲁棒性概念系统对外部和内部干扰的抵抗系统对外部和内部干扰的抵抗能力能力确保系统在各种情况下的稳定确保系统在各种情况下的稳定性性基于频率响应的控制器设计策略频域设计方法010302基于状态空间模型的控制器设计技术状态空间设计方法跟踪性能优化策略在不同应用场景下确定性能指标满足性能要求根据系统特性和要求优化控制参数参数调整和优化采用合适的反馈控制策略提高系统性能反馈控制策略 0404第四章 系统辨识与模型预测

8、控制 系统辨识概念系统辨识概念系统辨识是指通过对系统系统辨识是指通过对系统进行观察和实验，从数据进行观察和实验，从数据中提取出系统的模型和参中提取出系统的模型和参数的过程。在控制工程中，数的过程。在控制工程中，系统辨识是非常关键的一系统辨识是非常关键的一环，能够帮助我们更好地环，能够帮助我们更好地了解系统的特性和行为。了解系统的特性和行为。系统辨识方法通过对系统的频率响应进行分析，推导系统模型频域法通过对系统的输入输出信号的时域响应进行分析，推导系统模型时域法利用神经网络模拟系统的非线性特性，进行辨识基于神经网络的方法状态空间模型状态空间模型更适用于非线性系统的建模更适用于非线性系统的建模能够

9、描述系统的动态行为能够描述系统的动态行为神经网络模型神经网络模型能够较好地拟合系统的非线性能够较好地拟合系统的非线性特性特性在某些复杂系统中表现优异在某些复杂系统中表现优异灰色系统模型灰色系统模型适用于数据不充分、信息不完适用于数据不充分、信息不完全的系统建模全的系统建模具有一定的预测能力具有一定的预测能力模型建立模型建立传递函数模型传递函数模型常用于线性系统的模型建立常用于线性系统的模型建立能够通过传递函数描述系统的能够通过传递函数描述系统的频率响应频率响应探讨模型预测控制在实际工业场景中的应用工业控制系统中的模型预测控制应用0103对另一实际案例进行详细讨论和评估案例分析二02分析具体案例

10、中模型预测控制的实施过程和效果案例分析一实验数据分析在进行系统辨识和模型预测控制的实验过程中，收集的数据是非常重要的。通过对实验数据的分析，我们能够验证模型的准确性，改进控制策略，提高系统的性能和稳定性。实验数据分析是实验过程中的关键一环，需要细致和准确的处理。0505第五章 控制系统应用 工业控制系统工业控制系统工业控制系统是指在工业工业控制系统是指在工业生产中运用的自动化控制生产中运用的自动化控制系统。随着工业自动化的系统。随着工业自动化的发展，工业控制系统已成发展，工业控制系统已成为工业生产中不可或缺的为工业生产中不可或缺的一部分。工业控制系统的一部分。工业控制系统的发展趋势主要包括数字

11、化、发展趋势主要包括数字化、智能化、网络化等方向。智能化、网络化等方向。在工业领域，工业控制系在工业领域，工业控制系统被广泛应用于各种生产统被广泛应用于各种生产流程中，并取得了显著的流程中，并取得了显著的效益。效益。机器人控制介绍机器人控制的基本概念和原理机器人控制概述详细解释机器人控制的不同分类方法机器人控制分类介绍常见的机器人控制算法及其应用机器人控制算法智能家居控制系智能家居控制系统统智能家居控制系统是指通智能家居控制系统是指通过智能化技术，实现对家过智能化技术，实现对家居设备和家居环境的自动居设备和家居环境的自动化控制。智能家居的概念化控制。智能家居的概念涉及到智能化家居设备和涉及到智

12、能化家居设备和智能化家居管理系统。智智能化家居管理系统。智能家居控制技术包括传感能家居控制技术包括传感器技术、网络通信技术、器技术、网络通信技术、智能化算法等，为用户提智能化算法等，为用户提供便捷、舒适、安全的家供便捷、舒适、安全的家居生活体验。居生活体验。控控制制系系统统在在未未来来的的应用前景应用前景智能工厂的实现智能工厂的实现智能交通系统的发展智能交通系统的发展智能家居的普及智能家居的普及控控制制系系统统技技术术挑挑战战与与发展方向发展方向人工智能在控制系统中的应用人工智能在控制系统中的应用物联网技术的集成物联网技术的集成安全性与隐私保护的挑战安全性与隐私保护的挑战 控制系统的未来发展控

13、制系统的未来发展控控制制系系统统的的发发展展趋趋势势数字化技术的应用数字化技术的应用智能化控制系统的发展智能化控制系统的发展网络化控制系统的普及网络化控制系统的普及工业控制系统案例介绍汽车生产线自动化控制系统的应用与优势汽车生产线控制系统详细解释智能仓储系统的运作原理和技术特点智能仓储系统介绍智能电网控制系统在能源管理中的作用智能电网控制系统应用于工业生产线的自动化机器人工业机器人0103用途特殊的定制机器人特种机器人02为人类提供服务的机器人服务型机器人总结控制系统应用是自动化领域中的重要分支，涵盖了工业、机器人、智能家居等多个领域。随着技术的不断进步，控制系统在未来的发展前景广阔，但也面临

14、着挑战与机遇并存。了解控制系统应用的发展趋势和技术特点，将有助于我们更好地应对未来的智能化时代。0606第6章 总结 重点知识点复习课程重点回顾0103个人学术发展规划对未来学习与研究的展望02对课程学习的感想学习收获与体会重点知识点重点知识点掌握关键概念掌握关键概念理解核心原理理解核心原理熟练运用公式熟练运用公式考试技巧分享考试技巧分享时间分配策略时间分配策略答题技巧建议答题技巧建议应对压力方法应对压力方法 自控原理考研复习重点自控原理考研复习重点复习提纲复习提纲整理知识框架整理知识框架划分复习计划划分复习计划梳理重点梳理重点感谢致辞感谢致辞在这一学期的自控原理课在这一学期的自控原理课程中，

15、我们学习到了许多程中，我们学习到了许多重要的知识和技能，感谢重要的知识和技能，感谢老师的辛苦教导，也感谢老师的辛苦教导，也感谢同学们的努力学习。希望同学们的努力学习。希望大家能在未来的学习和生大家能在未来的学习和生活中都能有所收获，不忘活中都能有所收获，不忘初心，继续前行。初心，继续前行。问题答疑关于课程内容的疑惑学生提问针对学生提问进行解答教师解答澄清错误观念，加深理解总结问题答疑内容总结通过上述内容的总结和回顾，我们对自控原理课程的学习有了更深刻的认识和理解。希望大家能够将所学知识运用到实际中，不断提升自己的能力和素养。最后，祝愿大家在未来的考试中取得优异的成绩，实现自己的学术目标。谢谢观看！下次再会