自动控制经典理论课程

《自动控制经典理论课程》是基于胡寿松教授的教材，深入讲解了自动控制系统的理论基础。本课程主要关注经典控制理论，通过PPT的形式进行教学。内容涵盖多个实际应用案例，如飞机的俯仰角控制系统和液位控制系统，帮助学生理解控制系统的基本构成和工作原理。 在飞机的俯仰角控制系统中，描述了一个包括给定电位器、反馈电位器、放大器、舵机以及垂直陀螺仪在内的系统。这个例子突出了反馈控制的重要性，通过比较期望的俯仰角（θ0）与实际俯仰角（θc），调整控制信号以减少扰动。液位控制系统的例子则展示了电动机、减速器、电位器、浮子和控制阀如何协同工作，维持水箱中期望的液面位置。 课程中介绍了控制系统结构图的三种基本形式：串联、并联和反馈。这些结构可以等效变换，但需遵循一定的规则，例如相邻的综合点可互换位置或合并，但非典型结构不能直接用公式简化。梅逊公式是分析和计算控制系统传递函数的关键工具，它将系统特征式（△）与各个单独回路的增益（La, Lb, Lc, Ld, Le, Lf）关联起来，通过消除前向通路来求解系统的传递函数。 以梅逊公式为例，R(s)到C(s)的传递函数可以通过求解各个前向通路的传递函数（Pk）以及系统特征式来得到。例如，R(s)C(s)的传递函数可以通过计算P1、P2等前向通路的传递函数及其对应的系统特征式（△1、△2）来求解。在具体的计算过程中，需要注意到不同环节间的相互作用，如G1(s)G2(s)G3(s)H3(s)等。 此外，课程还涉及了动态性能指标，如上升时间(tr)，峰值时间(tp)，调节时间(ts)和超调量(σ%)。这些参数是评估控制系统响应质量的重要指标，反映了系统在阶跃输入下从零状态达到稳定状态的过程。 《自动控制经典理论课程》深入探讨了自动控制系统的理论和实践，包括系统的结构分析、传递函数的计算以及动态性能的评价，对于理解和设计控制系统具有极大的指导价值。