自動駕駛儀

自由陀螺儀是最早出現(xiàn)的陀螺儀表，其構(gòu)造比較簡單，造價較低，但精度也較低，因此主要應用于精度要求不高的場合，如飛機姿態(tài)指示儀表、自動駕駛儀的姿態(tài)敏感儀表，以及位置捷聯(lián)式慣性制導系統(tǒng)的姿態(tài)敏感儀表等。

1 緒論

1.1 概述

1.2 自動控制系統(tǒng)的基本概念

1.2.1 自動控制系統(tǒng)工作原理

1.2.2 開環(huán)控制與閉環(huán)控制

1.2.3 反饋控制系統(tǒng)的基本組成

1.2.4 自動控制系統(tǒng)的分類

1.3 對控制系統(tǒng)的基本要求

1.4 控制系統(tǒng)簡史

1.5 控制工程實踐

1.5.1 電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)

1.5.2 函數(shù)記錄儀

1.5.3 火炮方位角控制系統(tǒng)

1.5.4 飛機自動駕駛儀系統(tǒng)

1.6 本課程的特點與學習方法

習題

2 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

2.1 物理系統(tǒng)動態(tài)描述

2.1.1 列寫微分方程的一般方法

2.1.2 機械系統(tǒng)的微分方程

2.1.3 電氣系統(tǒng)的微分方程

2.2 非線性系統(tǒng)及其數(shù)學模型的線性化

2.2.1 非線性系統(tǒng)

2.2.2 線性化方法——泰勒級數(shù)展開法

2.3 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

2.3.1 傳遞函數(shù)的定義

2.3.2 傳遞函數(shù)的性質(zhì)

2.3.3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)

2.4 系統(tǒng)框圖及其簡化

……

2.4.3 方框圖的等效簡化

2.4.4 相加點與分支點的移動法則

2.5 系統(tǒng)信號流圖及梅蓀公式

2.5.1 信號流圖

2.5.2 梅蓀公式

2.6 干擾作用下的反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

思考題及習題

3系統(tǒng)的時間響應與快速性分析

3.1 系統(tǒng)的時域性能指標

3.1.1 動態(tài)性能

3.1.2 穩(wěn)態(tài)性能

3.2 時間響應和典型輸入信號

3.2.1 時間響應的概念

3.2.2 典型輸入信號

3.3 -階系統(tǒng)的時間響應

3.3.1 數(shù)學模型

3.3.2 單位脈沖響應

3.3.3 單位階躍響應

3.3.4 單位斜坡響應（速度響應）

3.3.5 應用舉例

3.3.6 線性定常系統(tǒng)的重要特征

3.4 二階系統(tǒng)的時間響應

3.4.1 數(shù)學模型

3.4.2 單位階躍響應

3.4.3 單位斜坡響應

3.4.4 單位脈沖響應

3.4.5 二階系統(tǒng)的性能指標

3.4.6 二階系統(tǒng)計算舉例

3.5 高階系統(tǒng)的時間響應

3.5.1 數(shù)學模型

3.5.2 單位階躍響應

思考題及習題

4 穩(wěn)態(tài)誤差與準確性分析

4.1 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差

4.1.1 誤差與偏差

4.1.2 穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)偏差

4.2 輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差的計算

4.2.1 終值定理法

……

5 控制系統(tǒng)的頻域分析

6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

7 系統(tǒng)的性能分析與較正

8 非線性控制系

9 線性離散系統(tǒng)初步

附錄

參考文獻

自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學。它的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制，二戰(zhàn)期間為了設(shè)計和制造飛機及船用自動駕駛儀，火炮定位系統(tǒng)，雷達跟蹤系統(tǒng)以及其他基于反饋原理的軍用設(shè)備，進一步促進并完善了自動控制理論的發(fā)展。到戰(zhàn)后，以形成完整的自動控制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)典控制理論，它主要研究單輸入-單輸出，線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計問題。

20世紀60年代初期，隨著現(xiàn)代應用數(shù)學新成果的推出和電子計算機的應用，為適應宇航技術(shù)的發(fā)展，自動控制理論跨入了一個新階段——現(xiàn)代控制理論。他主要研究具有高性能，高精度的多變量變參數(shù)的最優(yōu)控制問題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法。目前，自動控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論，信息論，仿生學為基礎(chǔ)的智能控制理論深入。

為了實現(xiàn)各種復雜的控制任務，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機的總體，這就是自動控制系統(tǒng)。在自動控制系統(tǒng)中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值，例如溫度，壓力或飛行航跡等；而控制裝置則是對被控對象施加控制作用的機構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統(tǒng)。

在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現(xiàn)對被控量進行控制的任務，這就是反饋控制的原理。

同時自動控制原理也是現(xiàn)在高校自動化專業(yè)的一門主干課程，是學習后續(xù)專業(yè)課的重要基礎(chǔ)，也是自動化專業(yè)碩士研究生入學必考的專業(yè)課。

該課不僅是自動控制專業(yè)的基礎(chǔ)理論課，也是其他專業(yè)的基礎(chǔ)理論課，目前信息科學與工程學院開設(shè)本課程的專業(yè)有計算機、電子信息、檢測技術(shù)。

該課程不僅跟蹤國際一流大學有關(guān)課程內(nèi)容與體系，而且根據(jù)科研與學術(shù)的發(fā)展不斷更新課程內(nèi)容，從而提高自動化及相關(guān)專業(yè)的整體學術(shù)水平。