控制工程是一门研究自动控制系统工程问题的综合性工程技术,主要内容包括以下几个方面:
控制系统的基本概念:
包括控制系统的工作原理、组成、分类、基本性能要求等。
数学模型:
系统运动微分方程的列写方法,传递函数的概念、性质及其求取方法,典型环节的传递函数,系统传递函数的图解方法,控制系统的几个重要传递函数等。
时域分析法:
时间响应的概念及组成,系统稳定性的概念及其物理意义,系统稳定的充分必要条件和时域判据,一阶、二阶系统的阶跃响应分析、时域性能指标,系统稳态误差的概念及其计算方法等。
频域分析法:
频率响应、频率特性的基本概念及其物理意义,频率特性的乃奎斯特图和伯德图两种图解方法,以及频域性能指标、稳定性、动态特性、稳态误差的频域分析等。
控制系统的设计和校正:
校正的概念,常用校正方法,系统校正设计等。
线性离散系统与Z变换:
离散控制系统的基本概念、Z变换、脉冲传递函数和离散系统的性能分析等。
状态空间分析法:
状态、状态变量、动态方程等概念,系统动态方程的建立,动态方程求解、状态反馈和输出反馈、极点配置、最优控制等。
控制系统的应用和分析:
控制工程在各领域(如工业、农业、国防、交通、环境、生物、医学、经济、金融等)的应用,以及控制系统的性能分析、优化设计等。
现代控制理论:
包括状态空间描述、状态空间分析、李亚普诺夫稳定性分析、可控性与可测性分析,以及系统的状态反馈与观测器设计、最优控制、离散系统的状态空间描述及分析等。
控制系统仿真与实现:
利用MATLAB等软件进行控制系统分析和设计的能力。
建议在学习控制工程时,重点掌握基本概念、基本原理和基本方法,并通过实际应用案例来加深理解。同时,建议使用MATLAB等仿真工具进行实践操作,以提高分析和设计控制系统的能力。