自动控制原理要学到什么程度最好~~纯属爱好

自动控制原理要学到什么程度最好~~纯属爱好

你好！了解以下知识自动控制的基本原理简介

在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。

自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，以形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入-单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。

20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。他主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论，信息论，仿生学为基础的智能控制理论深入。

为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。

同时自动控制原理也是现在高校自动化专业的一门主干课程，是学习后续专业课的重要基础，也是自动化专业硕士研究生入学必考的专业课。

该课不仅是自动控制专业的基础理论课，也是其他专业的基础理论课，目前信息科学与工程学院开设本课程的专业有计算机、电子信息、检测技术。

该课程不仅跟踪国际一流大学有关课程内容与体系，而且根据科研与学术的发展不断更新课程内容，从而提高自动化及相关专业的整体学术水平。

该课程是自动控制理论的基础，其主要内容包括：自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线性、非线性等）及特点、自动控制系统的分析（时域法、频域法等）和设计方法等。通过本课程的学习，学生可以了解有关自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。

本课程覆盖的基本概念：

系统、反馈、方框图（方块图）、信号流图、传递函数；稳定性、稳定裕量，基本环节、时间常数、阻尼系数，脉冲响应、阶跃响应、动态性能指标、稳态误差，根轨迹，主导极点，频率特性，校正和综合，典型的非线性特性、描述函数、相平面、自持振荡，采样控制、Z变换、脉冲传递函数。

本课程涵盖的基本知识点：

1．简单物理系统的微分方程和传递函数的列写和计算；

2．方框图和信号流图的变换和化简；

3．开环传递函数与闭环传递函数的推导和计算；

4．线性连续系统的动态过程分析；

5．代数稳定判据及其在线性系统中的应用；

6．根轨迹的基本特性及典型系统根轨迹的绘制；

7．用根轨迹分析系统的动态性能和稳定性；

8．波德图和奈奎斯特图的绘制；

9．奈奎斯特稳定判据及应用；

10．用开环频率特性分析系统的主要动态和静态特性；

11．校正的基本原理及设计方法；

12．简单非线性控制系统分析的描述函数分析方法及相平面方法；

什么是图形工作站

“图形工作站”是一种专业从事图形、图像（静态）、图象（动态）与视频工作的高档次专用电脑的总称，现已被广泛地使用在以下领域。

◇ 专业平面设计， 如广告、媒体设计

◇ 建筑/装璜设计，如建筑效果图

◇ CAD/CAM/CAE，如机械、模具设计与制造

◇ 视频编辑，如非线性编辑

◇ 影视动画，如三维的影视特效

◇ 视频监控/检测，如产品的视觉检测

◇ 虚拟现实，如船舶、飞行器的模拟驾驶

◇ 军事仿真，如三维的战斗环境模拟

从软硬件平台来看，工作站分为：

◇ Unix工作站，基于Unix/RISC的传统Unix工作站

◇ NT工作站，基于Windows/Intel架构的新型NT工作站

而NT工作站由于具有价格低廉、配置灵活、使用方便、维护/开发成本低等优势，已被广大用户所认同、接收，我们一般所说的“工作站”也是特指这一类产品。

大部分用户一直存在这样一个疑问：“为何图形工作站的价格要大大超出普通电脑，难道仅仅是因为使用了一些高档、高价的部件？”由于工作站具有特殊的应用定位，这就决定了其在性能、可扩充性、稳定性、图形/图象画质等多方面要大大超越普通电脑，但是：图形工作站绝对不是普通电脑的简单增强！工作站的配置准则在于：切实了解应用单位需求，以合理的价格组建一个符合应用软件要求的稳定、高速、高效的设计平台，以最大程度地实现设计人员的设计意图，使之真正成为提高生产力的工具。这与普通办公、家用电脑注重多媒体性能和价格因素的配置方法是截然不同的。

◇ 稳定性：

图形工作站面向关键和大计算量应用，要求各部件具有较高的稳定性。因系统运行错误（如普通PC经常因内存数据错误造成当机）而造成的程序中止、图档资料丢失等都令人极度沮丧。而普通显示器长期工作所发生的画面变形等问题，则是任何一个设计人员都不愿意看到的。消费类市场上那些产品，由于品牌定位等原因，在稳定性方面根本无法满足专业图形工作站的要求。图形工作站所使用的关键部件，自产品设计之时便以稳定性为第一标准，如ECC内存的使用，便可最大限度地杜绝上述类似事件的发生。

◇ 安全性：

图形工作的最后步骤就是输出图档、图象，但无论这些设计成品是否已提交给客户或者投入使用，都必须通过文件的形式保存在计算机及其外部存储设备中。只通过单机的硬盘来保存数据，这只是在经费不足及安全性要求不高的前提下所使用的方法（硬盘是计算机中少有的包含大量机械部件的产品，其故障率很高，特别是普通PC的IDE硬盘），即使是使用刻录机进行文件的保护，也只是简单的“拷贝”。多硬盘建立磁盘阵列、磁带机/库备份数据、外部存储设备保存数据，这才是真正有意义的数据保护方式，这些都是普通PC所无法进行的。在关键的应用中，通过异地保存、异地备份的方式，是避免灾难性结果的最好方法。

◇ 运行连续性：

图形工作站往往数十小时连续运行（典型的如模具CAD/CAM和模拟船舶驾驶等应用），这要求工作站系统能够承受长时间的连续大负荷运行。这就象部门级、企业级网络服务器一样，最大限度地杜绝“计划外停机”事件的发生，是保证工作站最大发挥生产力的准则！虽然一些高档、高价的普通PC也具有一定的稳定性，但是对于工作站的应用来说，那远远不够！即使您的普通PC的一些部件具有良好的保修，但是其返修及再次装配的时间还是会造成工作的停顿。工作站的部件以稳定为第一，是系统最大生产力发挥的有利保障。

◇ 性能：

当进行大部件、多部件的装配和动画中复杂场景的渲染时，普通的Pentium4系统根本无法满足要求，必须使用Xeon甚至是多CPU的SMP系统。而大幅面的Photoshop效果图和复杂的CAM图档尺寸往往达到数百兆甚至1G以上，处理这些文件必须具有超大容量内存和速度极快的硬盘系统，比较典型的是由两个硬盘组建RAID 0，从实际使用效果来看，可以提高硬盘系统60～70％的性能。

◇ 2D/3D画面质量：

典型地，复杂动画场景的渲染错误和CAD/CAM中面与面衔接线的锯齿、断裂，这是普通显示卡必定会存在的问题，而专业图形加速卡在产品设计时便会考虑到这些，可以最大程度地避免此类现象。

由于专业级图形工作站价格不菲，盲目地添置超过应用要求的高价、高档设备，只会增加硬件开支，而对于提高设计效率、效果并无本质的帮助。如果您现在使用的普通电脑已经可以完成大部分的设计任务，那么专业级的工作站产品从投入/产出的比率关系来说，是不适合于您的；如果您的确因为设计任务的复杂及工作的高要求，那么我们在长期的销售和技术服务中所积累的知识和经验，一定会对您和您所从事的设计工作有所帮助。

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