雙控復(fù)試基礎(chǔ)知識點

自動控制原理這是雙控復(fù)試的核心知識領(lǐng)域。基本概念：要清晰掌握自動控制系統(tǒng)的定義，即能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進行自動控制的系統(tǒng)。明確開環(huán)控制與閉環(huán)控制的區(qū)別，開環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡單，信號單向傳遞，不具備自動修正偏差的能力；閉環(huán)控制有反饋環(huán)節(jié)，通過比較輸入與反饋信號的偏差進行控制，能有效減小誤差，提高控制精度。例如，普通洗衣機的定時控制屬于開環(huán)控制，而恒溫空調(diào)系統(tǒng)則是閉環(huán)控制。數(shù)學(xué)模型：熟悉傳遞函數(shù)的概念，它是在零初始條件下，系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比，用于描述線性定常系統(tǒng)的動態(tài)特性。掌握典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，如比例環(huán)節(jié)\(G(s)=K\)、積分環(huán)節(jié)\(G(s)=\frac{1}{s}\)、微分環(huán)節(jié)\(G(s)=s\)等。能夠運用拉普拉斯變換及其逆變換對控制系統(tǒng)的微分方程進行求解和分析，這對于后續(xù)研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)特性等至關(guān)重要。穩(wěn)定性分析：穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)正常工作的首要條件。理解勞斯判據(jù)，通過勞斯表判斷系統(tǒng)特征方程的根是否都具有負(fù)實部，從而確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，利用系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的奈奎斯特圖來判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于線性系統(tǒng)，穩(wěn)定的充分必要條件是其所有特征根都具有負(fù)實部。現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論從狀態(tài)空間的角度對系統(tǒng)進行分析和設(shè)計。狀態(tài)空間描述：了解狀態(tài)變量、狀態(tài)向量和狀態(tài)空間的概念。狀態(tài)空間表達式由狀態(tài)方程\(\dot{x}=Ax+Bu\)和輸出方程\(y=Cx+Du\)組成，其中\(zhòng)(x\)是狀態(tài)向量，\(u\)是輸入向量，\(y\)是輸出向量，\(A\)、\(B\)、\(C\)、\(D\)是相應(yīng)維數(shù)的矩陣。學(xué)會根據(jù)系統(tǒng)的物理模型或傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間模型，以及對給定的狀態(tài)空間模型進行求解，得到系統(tǒng)的狀態(tài)響應(yīng)和輸出響應(yīng)。能控性與能觀性：這是現(xiàn)代控制理論的重要概念。能控性是指在有限時間內(nèi)，通過控制輸入能否使系統(tǒng)從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到任意指定的狀態(tài)；能觀性是指能否通過系統(tǒng)的輸出量在有限時間內(nèi)確定系統(tǒng)的初始狀態(tài)。掌握能控性和能觀性的判據(jù)，如能控性矩陣\(Q_c=[B\AB\A^2B\\cdots\A^{n-1}B]\)滿秩時系統(tǒng)完全能控，能觀性矩陣\(Q_o=[C^T\(CA)^T\(CA^2)^T\\cdots\(CA^{n-1})^T]\)滿秩時系統(tǒng)完全能觀?？刂乒こ袒A(chǔ)實驗實驗是檢驗理論知識和培養(yǎng)實踐能力的重要環(huán)節(jié)。典型環(huán)節(jié)特性實驗：熟悉比例、積分、微分等典型環(huán)節(jié)的實驗電路搭建和參數(shù)設(shè)置。通過實驗測量環(huán)節(jié)的輸入輸出信號，繪制其特性曲線，如比例環(huán)節(jié)的輸入輸出呈線性關(guān)系，積分環(huán)節(jié)的輸出是輸入信號的積分，從而深入理解各環(huán)節(jié)的特性對控制系統(tǒng)性能的影響。系統(tǒng)響應(yīng)實驗：進行系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實驗，觀察系統(tǒng)在階躍輸入下的輸出響應(yīng)曲線，測量上升時間、峰值時間、超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間等性能指標(biāo)。通過改變系統(tǒng)參數(shù)，如增益、阻尼比等，分析其對系統(tǒng)響應(yīng)性能的影響。掌握用頻率響應(yīng)法測定系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性，繪制伯德圖和奈奎斯特圖，為系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和校正提供依據(jù)。專業(yè)英語在雙控領(lǐng)域，掌握專業(yè)英語對于閱讀國際前沿文獻、參與國際交流合作至關(guān)重要。專業(yè)詞匯：積累自動控制領(lǐng)域的常用詞匯，如controlsystem（控制系統(tǒng)）、transferfunction（傳遞函數(shù)）、stability（穩(wěn)定性）、statespace（狀態(tài)空間）等。了解一些縮寫詞的含義，如PID（Proportional-Integral-Derivative，比例-積分-微分）、PLC（ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器）。英文文獻閱讀：具備一定的英文文獻閱讀能力，能夠讀懂關(guān)于控制系統(tǒng)建模、分析和設(shè)計等方面的英文論文。掌握科技英語的語法特點和寫作規(guī)范，能夠理解復(fù)雜句子結(jié)構(gòu)和專業(yè)術(shù)語的準(zhǔn)確含義，提取關(guān)鍵信息，為進一步的學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)?？刂萍夹g(shù)應(yīng)用雙控技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。工業(yè)自動化：在制造業(yè)中，自動化生產(chǎn)線利用雙控技術(shù)實現(xiàn)對加工過程的精確控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，數(shù)控機床通過數(shù)字控制技術(shù)對刀具的運動軌跡和切削參數(shù)進行精確控制，實現(xiàn)復(fù)雜零件的高效加工。智能交通：交通信號燈的智能控制采用雙控技術(shù)，根據(jù)車流量實時調(diào)整信號燈的時長，優(yōu)化交通流量。無人駕駛汽車更是綜合