2024年5月8日发(作者：典琇云)
第一章 自动控制的一般概念
教学目的：
（1） 了解基本概念：自动控制，开环控制系统，闭环控制系统；
（2） 通过学习，能分析闭环系统的动态过程；
（3） 了解自动控制系统的几个类型；
（4） 了解对自动控制系统的基本要求。
教学要求：
（1） 明确什么叫自动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统等
概念；
（2） 正确理解三种控制方式，特别是闭环控制；
（3） 初步掌握系统工作原理图、画方框图的方法，并能正确判断系统的控制方式；
（4） 明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模
型分类的方式；
（5） 明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。
教学重点：开环及闭环控制系统的原理及组成；开环及闭环系统动态分析及动态、静态
概念；典型自动控制系统的类型。
教学难点：闭环控制系统的原理及组成；闭环系统动态分析及动态；典型自动控制系统
的类型。
本章学时：6学时
主要内容：
1.1 控制系统的一般概念
1.2 开环控制和闭环控制
1.3 自动控制系统的分类
1.4对自动控制系统的基本要求
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1.1控制系统的一般概念
1.1.1历史回顾
• 18世纪，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心调节器，是自动控制领域的第
一项重大成果。在控制理论发展初期，做出过重大贡献的众多学者中有迈纳斯基、
黑曾和奈魁斯特。
• 1922年，Minorsky研制船舶操纵自动控制器，并证明了从系统的微分方程确定
系统的稳定性。
• 1932年，Nyquist提出了一种相当简便的方法，根据对稳态正弦输入的开环响应，
确定闭环的稳定性。
• 1934年，Hezen提出了用于位置控制系统的伺服机构的概念。讨论了可以精确跟
踪变化的输入信号的继电式伺服机构。
• 19世纪40年代，频率响应法为闭环控制系统提供了一种可行方法，从20世纪
40年代末到50年代初，伊凡思Evans提出并完善了根轨迹法。
• 19世纪60年代，数字计算机的出现为复杂系统的时域分析提供了可能。因此，
利用状态变量、基于时域分析的现代控制理论应运而生，从而适应了现代设备日
益增加的复杂性，同时也满足了军事、空间技术和工程应用领域对精确度、重量
和成本方面的严格要求。
• 从1960年到1980，不论是确定性系统的最佳控制、还是随机系统的最佳控制，
及复杂系统的自适应和学习控制，都得到充分的研究。
• 从1980年到现在，现代控制理论进展集中于鲁棒控制、H∞控制及其相关课题。
1.1.2 术语
自动控制、自动控制系统、系统、被控对象、被控量 、扰动
• 自动控制：在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定
规律运行。
举例：炉温控制系统，数控机床。
• 自动控制系统：能够对被控对象的工作状态进行自动控制系统。一般有控制器和
控制对象组成。
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2024年5月8日发(作者：典琇云)
第一章 自动控制的一般概念
教学目的：
（1） 了解基本概念：自动控制，开环控制系统，闭环控制系统；
（2） 通过学习，能分析闭环系统的动态过程；
（3） 了解自动控制系统的几个类型；
（4） 了解对自动控制系统的基本要求。
教学要求：
（1） 明确什么叫自动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统等
概念；
（2） 正确理解三种控制方式，特别是闭环控制；
（3） 初步掌握系统工作原理图、画方框图的方法，并能正确判断系统的控制方式；
（4） 明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模
型分类的方式；
（5） 明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。
教学重点：开环及闭环控制系统的原理及组成；开环及闭环系统动态分析及动态、静态
概念；典型自动控制系统的类型。
教学难点：闭环控制系统的原理及组成；闭环系统动态分析及动态；典型自动控制系统
的类型。
本章学时：6学时
主要内容：
1.1 控制系统的一般概念
1.2 开环控制和闭环控制
1.3 自动控制系统的分类
1.4对自动控制系统的基本要求
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1.1控制系统的一般概念
1.1.1历史回顾
• 18世纪，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心调节器，是自动控制领域的第
一项重大成果。在控制理论发展初期，做出过重大贡献的众多学者中有迈纳斯基、
黑曾和奈魁斯特。
• 1922年，Minorsky研制船舶操纵自动控制器，并证明了从系统的微分方程确定
系统的稳定性。
• 1932年，Nyquist提出了一种相当简便的方法，根据对稳态正弦输入的开环响应，
确定闭环的稳定性。
• 1934年，Hezen提出了用于位置控制系统的伺服机构的概念。讨论了可以精确跟
踪变化的输入信号的继电式伺服机构。
• 19世纪40年代，频率响应法为闭环控制系统提供了一种可行方法，从20世纪
40年代末到50年代初，伊凡思Evans提出并完善了根轨迹法。
• 19世纪60年代，数字计算机的出现为复杂系统的时域分析提供了可能。因此，
利用状态变量、基于时域分析的现代控制理论应运而生，从而适应了现代设备日
益增加的复杂性，同时也满足了军事、空间技术和工程应用领域对精确度、重量
和成本方面的严格要求。
• 从1960年到1980，不论是确定性系统的最佳控制、还是随机系统的最佳控制，
及复杂系统的自适应和学习控制，都得到充分的研究。
• 从1980年到现在，现代控制理论进展集中于鲁棒控制、H∞控制及其相关课题。
1.1.2 术语
自动控制、自动控制系统、系统、被控对象、被控量 、扰动
• 自动控制：在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定
规律运行。
举例：炉温控制系统，数控机床。
• 自动控制系统：能够对被控对象的工作状态进行自动控制系统。一般有控制器和
控制对象组成。
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