La teoría del control automático es una ciencia técnica que estudia las mismas leyes del control automático. En las primeras etapas de su desarrollo, era un principio de ajuste automático basado en la teoría de la retroalimentación y se utilizaba principalmente para el control industrial. Durante la Segunda Guerra Mundial, con el fin de diseñar y fabricar pilotos automáticos de aviones y barcos, sistemas de posicionamiento de artillería, sistemas de seguimiento por radar y otros equipos militares basados en principios de retroalimentación, se promovió y mejoró aún más el desarrollo de la teoría del control automático. Después de la guerra, se formó un sistema teórico de control automático completo, que es la teoría de control clásica basada en funciones de transferencia. Estudia principalmente el análisis y diseño de sistemas lineales estables de una sola entrada y una sola salida.
A principios de la década de 1960, con la introducción de nuevos resultados en las matemáticas aplicadas modernas y la aplicación de las computadoras, la teoría del control automático entró en una nueva etapa: la teoría del control moderno para adaptarse al desarrollo de la tecnología aeroespacial. Principalmente estudia problemas de control óptimo de parámetros variables de alto rendimiento y alta precisión, y el método principal utilizado es el método del espacio de estados basado en estados. En la actualidad, la teoría del control automático todavía está en desarrollo y se está profundizando en la teoría del control inteligente basada en la cibernética, la teoría de la información y la biónica.
Para lograr diversas tareas de control complejas, los objetos controlados y los dispositivos de control deben estar conectados de cierta manera para formar un todo orgánico, que es un sistema de control automático. En el sistema de control automático, la salida del objeto controlado, es decir, la cantidad controlada, es una cantidad física que debe controlarse estrictamente y puede mantenerse en un valor constante, como temperatura, presión o trayectoria de vuelo. El dispositivo de control es la suma de los mecanismos que ejercen control sobre el objeto controlado. Puede controlar el objeto controlado de diferentes principios y formas, pero el más básico es el sistema de control de retroalimentación basado en el principio de control de retroalimentación.
En el sistema de control de retroalimentación, el efecto de control ejercido por el dispositivo de control sobre el dispositivo controlado es la información de retroalimentación de la cantidad controlada, que se utiliza para corregir continuamente la desviación entre la cantidad controlada y la cantidad controlada. para lograr La tarea de controlar cantidades controladas. Este es el principio del control por retroalimentación.
Al mismo tiempo, el principio de control automático también es un curso fundamental para la especialización en automatización en colegios y universidades. Es una base importante para el aprendizaje de cursos profesionales posteriores y un curso profesional obligatorio para los estudiantes de posgrado que se especializan. en automatización.
Este curso no es solo un curso teórico básico para la especialización en control automático, sino también un curso teórico básico para otras especialidades. Actualmente, las carreras que ofrece la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Información incluyen computadoras, información electrónica y tecnología de detección.
Este curso no solo rastrea el contenido y los sistemas del curso de universidades de clase mundial, sino que también actualiza continuamente el contenido del curso basándose en investigaciones científicas y desarrollos académicos, mejorando así el nivel académico general de la automatización y las especialidades relacionadas.
Este curso es la base de la teoría del control automático. El contenido principal incluye: la composición y estructura básica de los sistemas de control automático, indicadores de rendimiento de los sistemas de control automático, tipos (continuo, discreto, lineal, no lineal, etc.). .) y Características, análisis (método en el dominio del tiempo, método en el dominio de la frecuencia, etc.) de sistemas de control automático y métodos de diseño de sistemas de control automático. A través del estudio de este curso, los estudiantes pueden comprender el mecanismo operativo de los sistemas de control automático, el impacto de los parámetros del controlador en el rendimiento del sistema y varios métodos de análisis y diseño de sistemas de control automático.
Conceptos básicos que se tratan en este curso:
Sistema, retroalimentación, diagrama de bloques (diagrama de bloques), diagrama de flujo de señales, función de transferencia, margen de estabilidad, enlaces básicos, constante de tiempo, coeficiente de amortiguación, respuesta al impulso, respuesta al escalón, índice de rendimiento dinámico, error de estado estacionario, lugar geométrico de las raíces, polo dominante, características de frecuencia, corrección y síntesis, características no lineales típicas, función de descripción, plano de fase, oscilación autosostenida, control de muestreo, z Transformación, Función de Transferencia de Impulsos.
Puntos de conocimiento básicos cubiertos en este curso:
1. Escritura y cálculo de ecuaciones diferenciales y funciones de transferencia de sistemas físicos simples;
2. Transformación y simplificación del diagrama de flujo de señales;
3. Derivación y cálculo de la función de transferencia de bucle abierto y de la función de transferencia de bucle cerrado;
4.
5. Criterio de estabilidad algebraica y su aplicación en sistemas lineales:
6. Características básicas del lugar de las raíces y dibujo del lugar de las raíces del sistema típico;
7. Utilizar el lugar de las raíces para analizar el rendimiento dinámico y la estabilidad del sistema;
8. Dibujar diagramas de Bode y diagramas de Nyquist;
9. Criterio de estabilidad de Nyquist y su aplicación:
10. Utilizar características de frecuencia de bucle abierto para analizar las principales características dinámicas y estáticas del sistema;
11. Principios básicos y métodos de diseño de calibración;
12.Descriptivo. Método de análisis de funciones y método del plano de fase para el análisis de sistemas de control no lineales simples:
13. Métodos básicos de análisis y corrección de sistemas de muestreo.