《自動(dòng)控制原理》課件-第1篇 自動(dòng)控制原理

自動(dòng)控制原理

參考教材自動(dòng)控制原理（第五版）胡壽松自動(dòng)控制原理習(xí)題集胡壽松自動(dòng)控制原理電子工業(yè)出版社胥布工自動(dòng)控制原理人民郵電出版社李明富控制理論：自動(dòng)化學(xué)科的重要理論基礎(chǔ)引言研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)自動(dòng)控制原理控制理論體系自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的性質(zhì)和特點(diǎn)自動(dòng)控制是一門技術(shù)學(xué)科，從方法論的角度來研究系統(tǒng)的建立、分析與設(shè)計(jì)?！蹲詣?dòng)控制原理》是本學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，是自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)課程，該課程與其它課程的關(guān)系如下。微積分（含微分方程）模擬電子技術(shù)數(shù)字電路技術(shù)電路基礎(chǔ)信號(hào)與系統(tǒng)自動(dòng)控制理論大學(xué)物理（力學(xué)、熱力學(xué)）課程學(xué)習(xí)要面臨數(shù)學(xué)基礎(chǔ)寬而深控制原理抽象計(jì)算復(fù)雜且繁瑣繪圖困難控制理論的內(nèi)容

二十世紀(jì)三項(xiàng)科學(xué)革命：控制論、量子論、相對(duì)論

控制論：

經(jīng)典控制理論現(xiàn)代控制理論（智能控制理論）導(dǎo)讀自動(dòng)化技術(shù)幾乎滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域及社會(huì)生活的各個(gè)方面，是當(dāng)代發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛、最引人注目的高科技，是推動(dòng)新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)，在某種程度上說，自動(dòng)化是現(xiàn)代化的同義詞。自動(dòng)控制原理研究分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本方法。本章主要講什么內(nèi)容?從介紹自動(dòng)控制的發(fā)展歷史入手，引出自動(dòng)控制理論分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本思想，然后介紹自動(dòng)控制的基本概念，以及對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求，使我們對(duì)自動(dòng)控制理論的總的目標(biāo)有個(gè)大致的了解。自動(dòng)控制應(yīng)用飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)制導(dǎo)導(dǎo)彈哈勃望遠(yuǎn)鏡－特殊地衛(wèi)星中巴資源衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星

控制其準(zhǔn)確地進(jìn)入預(yù)定軌道運(yùn)行并回收雷達(dá)技術(shù)

雷達(dá)操作時(shí)，天線就要不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。天線的作用是把雷達(dá)中產(chǎn)生的無線電波按照一定的方向向外發(fā)射出去，并把被反射回來的無線電波接收下來。正因?yàn)樘炀€所起的作用好似人的眼睛一樣，因此雷達(dá)要注視和偵察整個(gè)天空的狀況，天線就要不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，用一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使天線作360度的旋轉(zhuǎn)，這樣它就能在360度范圍內(nèi)進(jìn)行“搜索”。11點(diǎn)名三次無故曠課者，本門課程成績?yōu)椴患案癯煽兎植紙D總成績（100%）平時(shí)成績（30%）期末成績（70%）（閉卷考試）考勤（10%）課堂表現(xiàn)（10%）作業(yè)（10%）第1篇自動(dòng)控制原理第1篇自動(dòng)控制原理第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)概述第2章拉普拉斯變換及其應(yīng)用第3章自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第4章分析自動(dòng)控制系統(tǒng)性能常用的方法第5章自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能分析第6章自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正（改善系統(tǒng)性能的途徑）主要內(nèi)容第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)概述第一節(jié)引言第二節(jié)開環(huán)控制和閉環(huán)控制第三節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成第四節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類第五節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)第六節(jié)研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的方法主要內(nèi)容第一節(jié)引言

在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和國防各個(gè)方面，凡要求較高的場(chǎng)合，都離不開自動(dòng)控制。所謂自動(dòng)控制，就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置，對(duì)生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、目標(biāo)要求等進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)與控制，使之按照預(yù)定的方案達(dá)到要求的指標(biāo)。自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，將直接影響到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本、勞動(dòng)條件和預(yù)期目標(biāo)的完成。

到70年代及以后，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大型多功能數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工中心、機(jī)械手、機(jī)器人等機(jī)電一體化的高新設(shè)備；近年來，由于新器件的涌現(xiàn)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，在電力拖動(dòng)控制方面，原先的晶閘管器件已逐漸被MOSFET與IGBT所取代，相位控制逐漸被脈寬調(diào)制(PWM)控制取代。模擬控制逐漸被數(shù)字控制取代，直流調(diào)速(與伺服)逐漸被交流調(diào)速(與伺服)取代；在生產(chǎn)制造技術(shù)方面，相繼出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD(ComputerAidedDesign)、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM(ComputerAidedManufacturing)、柔性制造系統(tǒng)FMS(FlexibleManufacturingSystem)、虛擬制造系統(tǒng)VMS(VirtualManufacturingSystem)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegrationManufacturingSystem)等高新技術(shù)。大型加工機(jī)床的精密控制。TK69數(shù)控型

(FLOOR-TYPENCMILLING-BORINGMACHINE)

TK69加工中心型這是由數(shù)控機(jī)床群構(gòu)成的生產(chǎn)線——由自動(dòng)控制保證產(chǎn)品的加工精度。其主軸為恒值控制(恒速)，刀架為隨動(dòng)系統(tǒng)(精確定位)。加工中心——往往含有車、銑、鉆等多種功能，有刀具庫，能自動(dòng)換刀等。各廠生產(chǎn)含有各種不同功能的加工中心。帶有機(jī)械手的點(diǎn)焊生產(chǎn)線(大批量鉚焊加工生產(chǎn)線)要能精密定位及時(shí)間控制。機(jī)器人控制(自動(dòng)控制)柔性生產(chǎn)線(Flexibleproductionline)能根據(jù)不同的產(chǎn)品要求，通過計(jì)算機(jī)軟件，迅速變更生產(chǎn)的程序和流程，產(chǎn)生出不同的產(chǎn)品?？p紉機(jī)殼體柔性生產(chǎn)線

(Boxbodyflexibleproductionlineforsewingmachine)。

在自動(dòng)控制原理方面，將以經(jīng)典線性控制理論中常用的時(shí)域分析法和頻域分析法為主線，敘述系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立，系統(tǒng)性能的分析(包括系統(tǒng)穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能的分析)，探討改善系統(tǒng)性能的途徑(系統(tǒng)校正)，并適當(dāng)介紹MATLAB軟件在系統(tǒng)性能分析中的應(yīng)用。

在自動(dòng)控制系統(tǒng)方面，將通過典型的自動(dòng)控制系統(tǒng)(如水位、溫度控制系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)，交流調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng))和實(shí)例分析，來闡述如何分析系統(tǒng)的組成，怎樣搞清系統(tǒng)的工作原理、工作特點(diǎn)和自動(dòng)調(diào)節(jié)過程，如何建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(系統(tǒng)框圖)和怎樣應(yīng)用自控原理來分析系統(tǒng)的性能，探討改善系統(tǒng)性能的途徑。最后還介紹了系統(tǒng)的調(diào)試和故障的排除。第二節(jié)開環(huán)控制和閉環(huán)控制反饋?zhàn)饔?Feedback)——若通過某種裝置將能反映輸出量的信號(hào)引回來去影響控制信號(hào)。通常按照控制系統(tǒng)是否設(shè)有反饋環(huán)節(jié)來進(jìn)行分類：設(shè)有反饋環(huán)節(jié)的，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)；不設(shè)反饋環(huán)節(jié)的，則稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。

(這里所說的“環(huán)”，是指由反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成的回路)。一、開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)——若系統(tǒng)的輸出量不被引回來對(duì)系統(tǒng)的控制部分產(chǎn)生影響，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)(OpenLoopControlSystem)。如圖1-1所示的由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控加工機(jī)床，是一個(gè)典型的開環(huán)控制系統(tǒng)。圖1-1數(shù)控加工機(jī)床加工過程示意圖如今采用微機(jī)控制，應(yīng)用專用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)的伺服系統(tǒng)，可達(dá)到每轉(zhuǎn)10000步的高分辨率。因此對(duì)小功率伺服系統(tǒng)，采用開環(huán)控制也可以達(dá)到很高的控制精度。圖1-2為數(shù)控加工機(jī)床開環(huán)控制框圖。圖1-2

數(shù)控加工機(jī)床開環(huán)控制框圖開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，成本也低，這是開環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。因此，在輸出量和輸入量之間的關(guān)系固定，且內(nèi)部參數(shù)或外部負(fù)載等擾動(dòng)因素不大，或這些擾動(dòng)因素產(chǎn)生的誤差可以預(yù)計(jì)確定并能進(jìn)行補(bǔ)償，則應(yīng)盡量采用開環(huán)控制系統(tǒng)。

開環(huán)控制的缺點(diǎn)是當(dāng)控制過程受到各種擾動(dòng)因素影響時(shí)，將會(huì)直接影響輸出量，而系統(tǒng)不能自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。特別是當(dāng)無法預(yù)計(jì)的擾動(dòng)因素使輸出量產(chǎn)生的偏差超過允許的限度時(shí)，開環(huán)控制系統(tǒng)便無法滿足技術(shù)要求，這時(shí)應(yīng)考慮采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)——若系統(tǒng)輸出量通過反饋環(huán)節(jié)返回來作用于控制部分，形成閉合環(huán)路，這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)(Closed

Loop

ControlSystem)，又稱為反饋控制系統(tǒng)(FeedbackControlSystem)。圖1-3為電爐箱恒溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。二、閉環(huán)控制系統(tǒng)圖1-3電爐箱恒溫自動(dòng)控制系統(tǒng)圖1-4電爐箱自動(dòng)控制框圖圖1-5爐溫自動(dòng)調(diào)節(jié)過程

閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)反饋控制可以自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，是閉環(huán)控制的一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，閉環(huán)控制要增加檢測(cè)、反饋比較、調(diào)節(jié)器等部件，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜、成本提高。而且閉環(huán)控制會(huì)帶來副作用，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，甚至造成不穩(wěn)定。這是采用閉環(huán)控制時(shí)必須重視并要加以解決的問題。第三節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

框圖可以把系統(tǒng)的組成簡(jiǎn)單明了地表達(dá)出來。圖1-6自動(dòng)控制系統(tǒng)的框圖由圖1-6可以看出:

1.一般自動(dòng)控制系統(tǒng)包括：

①給定元件(CommandElement)。

②檢測(cè)元件(DetectingElement)——此處為熱電偶。

③比較環(huán)節(jié)(ComparingElement)。

④放大元件(AmplifyingElement)。

⑤執(zhí)行元件(ExecutiveElement)——此處為伺服電動(dòng)機(jī)、減速器和調(diào)壓器。

⑥控制對(duì)象(ControlledPlant)——在此恒溫系統(tǒng)

中即為電爐。

⑦反饋環(huán)節(jié)(FeedbackElement)——由它將輸出量引出，再回送到控制部分。

各個(gè)元件的排列，通常將給定元件放在最左端，控制對(duì)象排在最右端。即輸入量在最左端，輸出量在最右端。從左至右(即從輸入至輸出)的通道稱為順饋通道（FeedforwordPath)或前向通路(ForwordPath)，將輸出信號(hào)引回輸入端的通道稱為反饋通道或反饋回路(FeedbackPath)。（參見圖1-6）2.系統(tǒng)（圖1-6）的各種作用量和被控制量有：

①輸入量(InputVariable)——又稱控制量或參考輸入量(ReferenceInputVariable)，所以輸入量的角標(biāo)常用i(或r)表示。

②輸出量(OutputVariable)——又稱被控制量(ControlledVariable)，所以輸出量角標(biāo)常用o(或c)表示。

③反饋量(FeedbackVariable)——反饋量的角標(biāo)常以f表示。

綜上所述，要了解一個(gè)實(shí)際的自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，要畫出組成系統(tǒng)的框圖，就必須明確下面的一些問題：①哪個(gè)是控制對(duì)象?被控量是什么?影響被控量的主擾動(dòng)量是什么?

②哪個(gè)是執(zhí)行元件?③測(cè)量被控量的元件有哪些?有哪些反饋環(huán)節(jié)?④輸入量是由哪個(gè)元件給定的?反饋量與給定量是如何進(jìn)行比較的?⑤此外還有哪些元件(或單元)，它們?cè)谙到y(tǒng)中處于什么地位?起什么作用?通過兩個(gè)例題來說明系統(tǒng)組成和框圖【例1-1】圖1-7為一個(gè)水位控制系統(tǒng)的示意圖。圖1-7水位控制系統(tǒng)示意圖

水位系統(tǒng)的組成框圖，如圖1-8所示圖1-8水位控制系統(tǒng)的組成框圖

【例1-2】位置跟隨系統(tǒng)。(1)系統(tǒng)的組成：圖1-10位置跟隨系統(tǒng)示意圖圖1-11雷達(dá)天線位置跟隨系統(tǒng)框圖圖1-12雷達(dá)天線位置跟隨自動(dòng)調(diào)節(jié)過程第四節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類一、按輸入量變化規(guī)律分類1.恒值控制系統(tǒng)(FixedSet-PointControlSystem)2.隨動(dòng)系統(tǒng)(Follow-UpControlSystem)［又稱伺服系統(tǒng)(ServoSystem)］

隨動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：輸入量是變化著的(有時(shí)是隨機(jī)的)，并且要求系統(tǒng)的輸出量能跟隨輸入量的變化而作出相應(yīng)的變化。

在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中,目前國內(nèi)用得較多的兩種系統(tǒng):①德(SINUMERIK810D)主軸——交流高速變頻調(diào)速電機(jī)(恒值控制)轉(zhuǎn)速可達(dá)15000r/min(銑刀、齒輪)刀架——西門子數(shù)控系統(tǒng)隨動(dòng)系統(tǒng)交流伺服電動(dòng)機(jī)(變頻)

②日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)。

交流變頻伺服系統(tǒng)(刀架精確定位)

3.過程控制系統(tǒng)(ProcessControlSystem)

生產(chǎn)過程通常是指把原料放在一定的外界條件下，經(jīng)過物理或化學(xué)變化而制成產(chǎn)品的過程。在這些過程中，往往要求自動(dòng)提供一定的外界條件，例如溫度、壓力、流量、液位、粘度、濃度等參量在一定的時(shí)間內(nèi)保持恒值或按一定的程序變化。

在化工、輕工、食品等生產(chǎn)過程中對(duì)溫度、流量、壓力、濕度等的控制——過程控制系統(tǒng)。二、按系統(tǒng)傳輸信號(hào)對(duì)時(shí)間的關(guān)系分類1.連續(xù)控制系統(tǒng)(ContinuousControlSystem)

連續(xù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是各元件的輸入量與輸出量都是連續(xù)量或模擬量。［所以它又稱為模擬控制系統(tǒng)(AnalogueControlSystem)。］

連續(xù)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律通?？捎梦⒎址匠虂砻枋?。2.離散控制系統(tǒng)(DiscreteControlSystem)

離散系統(tǒng)又稱采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)(Sample-DataControlSystem)。它的特點(diǎn)是系統(tǒng)中有的信號(hào)是脈沖序列或采樣數(shù)據(jù)量或數(shù)字量。三、按系統(tǒng)的輸出量和輸入量間的關(guān)系分類1.線性系統(tǒng)(LinerSystem)

線性系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)全部由線性元件組成，它的輸出量與輸入量間的關(guān)系用線性微分方程來描述。線性系統(tǒng)的最重要的特性，是可以應(yīng)用疊加原理。疊加原理說明，兩個(gè)不同的作用量，同時(shí)作用于系統(tǒng)時(shí)的響應(yīng)，等于兩個(gè)作用量單獨(dú)作用的響應(yīng)的疊加。2.非線性系統(tǒng)(NonlinearSystem)

非線性系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中存在有非線性元件(如具有死區(qū)、出現(xiàn)飽和、含有庫倫摩擦等非線性特性的元件)，要用非線性微分方程來描述。非線性系統(tǒng)不能應(yīng)用疊加原理。

四、按系統(tǒng)中的參數(shù)對(duì)時(shí)間的變化情況分類1.定常系統(tǒng)(又稱時(shí)不變系統(tǒng))(TimeInvariantSystem)

定常系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)的全部參數(shù)不隨時(shí)間變化，它用定常微分方程來描述。

2.時(shí)變系統(tǒng)(TimeVaryingSystem)

時(shí)變系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中有的參數(shù)是時(shí)間t的函數(shù)，它隨時(shí)間變化而改變。例如宇宙飛船控制系統(tǒng)就是時(shí)變系統(tǒng)。第五節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的指標(biāo)一、系統(tǒng)的穩(wěn)定性(Stability)1.穩(wěn)定系統(tǒng):當(dāng)擾動(dòng)作用(或給定值發(fā)生變化)時(shí)，輸出量將會(huì)偏離原來的穩(wěn)定值，這時(shí)，由于反饋環(huán)節(jié)的作用，通過系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可能回到(或接近)原來的穩(wěn)定(或跟隨給定值)穩(wěn)定下來，如圖1-13a所示。２.不穩(wěn)定系統(tǒng):由于內(nèi)部的相互作用，使系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)散而處于不穩(wěn)定狀態(tài)，如圖1-13b所示。

３.穩(wěn)定的重要性:不穩(wěn)定的系統(tǒng)是無法進(jìn)行工作的；因此，對(duì)任何自動(dòng)控制系統(tǒng)，首要的條件便是系統(tǒng)能穩(wěn)定正常運(yùn)行。

圖1-13穩(wěn)定系統(tǒng)和不穩(wěn)定系統(tǒng)

a)穩(wěn)定系統(tǒng)b)不穩(wěn)定系統(tǒng)

圖1-14自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能

a)有靜差系統(tǒng)b)無靜差系統(tǒng)三、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)（DynamicPerformanceSpecification）系統(tǒng)從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過渡到新的穩(wěn)態(tài)都需要經(jīng)歷一段時(shí)間，也即需要經(jīng)歷一個(gè)過渡過程。表征這個(gè)過渡過程性能的指標(biāo)叫做動(dòng)態(tài)指標(biāo)?，F(xiàn)在以系統(tǒng)對(duì)突加給定信號(hào)（階躍信號(hào)）的動(dòng)態(tài)響應(yīng)為例來介紹動(dòng)態(tài)指標(biāo)。圖1-15為系統(tǒng)對(duì)突加給定信號(hào)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線。動(dòng)態(tài)指標(biāo)通常用最大超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間和振蕩次數(shù)來衡量。圖1-15系統(tǒng)對(duì)突加給定信號(hào)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線

在上述指標(biāo)中，最大超調(diào)量和振蕩次數(shù)反映了系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。調(diào)整時(shí)間反映了系統(tǒng)的快速性。穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。一般說來，我們總是希望最大超調(diào)量小一點(diǎn)，振蕩次數(shù)少一點(diǎn)，調(diào)整時(shí)間短一些，穩(wěn)態(tài)誤差小一點(diǎn)?？傊Ｍ到y(tǒng)能達(dá)到穩(wěn)、快、準(zhǔn)。

以后的分析將表明，這些指標(biāo)要求，在同一個(gè)系統(tǒng)中往往是相互矛盾的。這就需要根據(jù)具體對(duì)象所提出的要求，對(duì)其中的某些指標(biāo)有所側(cè)重，同時(shí)又要注意統(tǒng)籌兼顧。

第六節(jié)研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的方法

對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，首先是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定性分析。定性分析，主要是搞清各個(gè)單元及各個(gè)元件在系統(tǒng)中的地位和作用，以及它們之間的相互聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上搞清系統(tǒng)的工作原理。然后，在定性分析的基礎(chǔ)上，可以建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；再應(yīng)用自動(dòng)控制理論對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行定量分析。在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上就可以找到改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的有效途徑，這也就是系統(tǒng)的校正和設(shè)計(jì)。自動(dòng)控制理論又分為經(jīng)典控制理論(ClassicalControlTheory)和現(xiàn)代控制理論(ModernControlTheory)。經(jīng)典控制理論是建立在傳遞函數(shù)(TransferFunction)概念基礎(chǔ)之上的，它對(duì)單輸入—單輸出系統(tǒng)是十分有效的?，F(xiàn)代控制理論是建立在狀態(tài)變量(StateVariable)概念基礎(chǔ)之上的，它適用于復(fù)雜的多輸入—多輸出控制系統(tǒng)及變參數(shù)非線性系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制(AdaptiveControl)、最佳控制(OptimalControl)等。在經(jīng)典控制理論中，又有時(shí)域分析法，(Time-DomainAnalysisMet