簡(jiǎn)介吳麒版《自動(dòng)控制原理》課件是一份面向自動(dòng)化、電子工程、航空航天等專業(yè)學(xué)生及考研、自學(xué)者的系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料以經(jīng)典教材為藍(lán)本深入講解控制系統(tǒng)建模、穩(wěn)定性分析、頻域響應(yīng)、控制器設(shè)計(jì)與系統(tǒng)校正等核心內(nèi)容。壓縮包為RAR格式共140個(gè)文件大小16.48MB包含102個(gè)m文件MATLAB仿真腳本、23個(gè)PPT課件、10個(gè)SWF動(dòng)畫、3個(gè)DOC文檔及2個(gè)MDL模型覆蓋從理論講解到仿真驗(yàn)證的完整學(xué)習(xí)路徑。已有591人學(xué)習(xí)下載。課件不僅詳述勞斯判據(jù)、根軌跡法、伯德圖、尼奎斯特圖、PID整定等經(jīng)典方法還涉及非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法和相平面分析、離散系統(tǒng)的Z變換以及現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)空間與李雅普諾夫方法結(jié)合MATLAB腳本與Simulink模型讀者可動(dòng)手復(fù)現(xiàn)典型例題配套PPT與文檔便于課前預(yù)習(xí)和期末復(fù)習(xí)適合作為課堂講義的補(bǔ)充和考研參考資料。 說(shuō)句實(shí)在話我當(dāng)年第一次翻開(kāi)《自動(dòng)控制原理》的時(shí)候頭兩頁(yè)就被一堆數(shù)學(xué)公式勸退過(guò)。后來(lái)重新?lián)炱饋?lái)是用吳麒老師的課件一點(diǎn)一點(diǎn)啃下來(lái)的。這套課件跟市面上很多PPT的路子不一樣它不是把課本里的結(jié)論往幻燈片上搬運(yùn)而是把“為什么要這樣設(shè)計(jì)控制器”“這個(gè)公式到底在解決什么問(wèn)題”講得很透。如果你正在備考、做課程設(shè)計(jì)或者工作后想補(bǔ)一補(bǔ)控制理論基礎(chǔ)這篇文章想跟你聊的就是我用這套課件自學(xué)、備課、帶新人時(shí)沉淀下來(lái)的一些經(jīng)驗(yàn)包括哪些內(nèi)容要重點(diǎn)看、哪些理論可以放到后面再說(shuō)以及那些特別容易卡住的地方我會(huì)盡量把排查思路也一并列出來(lái)。1. 為什么要用吳麒的課件學(xué)自動(dòng)控制原理——先用五分鐘想清楚這個(gè)問(wèn)題1.1 這門課到底解決一個(gè)什么問(wèn)題很多人學(xué)著學(xué)著就迷失在積分變換和矩陣運(yùn)算里忘了這門課最初的出發(fā)點(diǎn)。自動(dòng)控制原理解決的核心問(wèn)題用一句話概括就是讓一個(gè)系統(tǒng)的輸出值盡可能快、盡可能穩(wěn)地跟隨我們期望的目標(biāo)值并且在受到外部干擾之后能夠自己恢復(fù)回來(lái)。打個(gè)比方你開(kāi)車定速巡航在120公里/小時(shí)遇到一個(gè)上坡車速慢了定速巡航系統(tǒng)該怎么給油門給猛了會(huì)超速給慢了半天回不來(lái)在路面附著條件變化時(shí)還可能出現(xiàn)反復(fù)波動(dòng)。這就是一個(gè)典型的自動(dòng)控制問(wèn)題。整個(gè)過(guò)程不涉及任何“智能”核心就是三個(gè)字測(cè)、算、調(diào)。傳感器測(cè)得當(dāng)前速度控制器算一算偏差有多大執(zhí)行機(jī)構(gòu)去調(diào)節(jié)油門開(kāi)度。自動(dòng)控制原理這門課就是在為“這一算”提供系統(tǒng)的數(shù)學(xué)工具和分析方法。吳麒的課件最讓我欣賞的地方就是它始終沒(méi)有脫離這個(gè)主線去堆公式。你在課件里幾乎看不到“這個(gè)定理很重要所以背下來(lái)”這種敘事而是在不斷追問(wèn)一個(gè)重要的問(wèn)題這個(gè)環(huán)節(jié)放在真實(shí)系統(tǒng)里物理意義是什么1.2 吳麒版本和胡壽松版本、張?zhí)K英版本有什么不同國(guó)內(nèi)講自動(dòng)控制原理的教材胡壽松版受眾最廣張?zhí)K英版也是不少高校的選用教材吳麒版的課件在圈子里的口碑則偏向“適合建立體系感”。這里要說(shuō)明一點(diǎn)吳麒主編的《自動(dòng)控制原理》分為上下冊(cè)上冊(cè)講線性連續(xù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)分析下冊(cè)才涉及狀態(tài)空間和現(xiàn)代控制理論的內(nèi)容。很多高校教學(xué)只講上冊(cè)也就是經(jīng)典控制理論的部分。網(wǎng)絡(luò)流傳的“吳麒課件”也大多是上冊(cè)配套PPT內(nèi)容包括系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時(shí)域分析、根軌跡法、頻域分析、系統(tǒng)校正、非線性系統(tǒng)初步等。如果你手里的課件PDF是這些模塊那和常見(jiàn)教學(xué)進(jìn)度是對(duì)得上的。與胡壽松版相比吳麒版在數(shù)學(xué)推導(dǎo)的嚴(yán)謹(jǐn)性和步驟完整性上密度更高對(duì)概念來(lái)源的交代也更細(xì)致。例如在建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)時(shí)會(huì)先講清楚拉普拉斯變換為什么能被引入、定義域和初始條件如何處理而不是直接甩公式。張?zhí)K英版則更偏“貼合考試”題型歸納和典型例題的總結(jié)更突出。所以我的建議是如果你是為了應(yīng)試、刷期末題張?zhí)K英版或胡壽松版的習(xí)題集效率更高。如果你是想把控制理論的底子打牢理解每個(gè)方程從哪來(lái)、用在哪吳麒課件是更值得細(xì)啃的那本。當(dāng)然實(shí)際使用中很多人的做法是以吳麒課件為理解主線以胡壽松習(xí)題冊(cè)為訓(xùn)練工具兩個(gè)搭配著來(lái)。我個(gè)人覺(jué)得這套組合比自己死磕一本書要省力得多。2. 課件里的知識(shí)主線——從建模到校正的完整閉環(huán)2.1 第一條主線先建立數(shù)學(xué)模型再談分析控制系統(tǒng)的分析必須建立在數(shù)學(xué)模型之上。吳麒課件在第一部分會(huì)重點(diǎn)講微分方程和傳遞函數(shù)兩條路。微分方程是從物理規(guī)律直接推導(dǎo)能直觀反映系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系傳遞函數(shù)則是把微分方程拿到復(fù)數(shù)域里做變換把微積分運(yùn)算變成了代數(shù)運(yùn)算。為什么能這么做因?yàn)槔绽棺儞Q有一個(gè)非常好的性質(zhì)時(shí)域的微分對(duì)應(yīng)復(fù)頻域的乘法時(shí)域的積分對(duì)應(yīng)復(fù)頻域的除法。這個(gè)“降維打擊”讓那些很難解的微分方程變成了幾次多項(xiàng)式運(yùn)算。這里我必須提一個(gè)很多新手會(huì)踩的坑他們往往花大量時(shí)間去背常見(jiàn)函數(shù)的拉普拉斯變換對(duì)卻忽略了兩個(gè)更重要的前提。第一傳遞函數(shù)只能在零初始條件下定義這一點(diǎn)如果不理解后續(xù)處理非零初始條件的系統(tǒng)會(huì)一頭霧水。第二線性定常系統(tǒng)才能用這套工具因?yàn)槔绽棺儞Q本質(zhì)上是線性算子如果系統(tǒng)里帶了非線性環(huán)節(jié)直接套傳遞函數(shù)就會(huì)出大問(wèn)題。吳麒課件在講這些基礎(chǔ)概念時(shí)會(huì)花不少篇幅強(qiáng)調(diào)每個(gè)概念的適用邊界這是我的第一遍自學(xué)時(shí)最容易忽略、事后發(fā)現(xiàn)最值錢的部分。2.2 第二條主線分析系統(tǒng)的三類響應(yīng)表現(xiàn)有了數(shù)學(xué)模型之后自動(dòng)控制原理實(shí)際上分析的是三個(gè)維度的問(wèn)題穩(wěn)定性一個(gè)系統(tǒng)是否能在擾動(dòng)后回到原狀態(tài)或跟隨給定值而不發(fā)散?？焖傩韵到y(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)中間需要多長(zhǎng)時(shí)間。準(zhǔn)確性系統(tǒng)最終穩(wěn)定下來(lái)后和期望值之間的誤差有多大。這三個(gè)維度就是控制領(lǐng)域常說(shuō)的“穩(wěn)、快、準(zhǔn)”。吳麒課件在時(shí)域分析部分會(huì)把這三者徹底拆開(kāi)來(lái)講看穩(wěn)定性可以用勞斯判據(jù)通過(guò)特征方程的系數(shù)來(lái)判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定看快速性重點(diǎn)看系統(tǒng)的極點(diǎn)在復(fù)平面上的分布尤其是主導(dǎo)極點(diǎn)離虛軸的遠(yuǎn)近看準(zhǔn)確性則針對(duì)不同輸入類型計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差誤差系數(shù)那一組公式就是在干這件事。在時(shí)間響應(yīng)分析中課件會(huì)給出一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)在不同阻尼比下的典型響應(yīng)曲線并解釋為什么工程上通常希望阻尼比在0.4到0.8之間。阻尼比太小超調(diào)量會(huì)很大系統(tǒng)振蕩次數(shù)多阻尼比太大系統(tǒng)會(huì)很“鈍”反應(yīng)慢。這個(gè)直觀的折中比背一堆時(shí)域指標(biāo)公式要有意義得多。我后來(lái)給朋友講這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)就用了流水槽的例子水量既要波動(dòng)小又想盡快填滿沒(méi)有絕對(duì)最優(yōu)只有權(quán)衡。2.3 第三條主線根軌跡和頻域是兩套分析工具時(shí)域分析直觀但問(wèn)題是系統(tǒng)一旦階次變高、參數(shù)變多時(shí)域求解會(huì)變得非常麻煩。于是就有了根軌跡法和頻域分析法這兩套工具。它們的共同邏輯是不直接求解系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)而是從系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的某些特征出發(fā)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的性能走向。根軌跡法的思路是畫出系統(tǒng)某個(gè)參數(shù)通常是開(kāi)環(huán)增益從0變化到無(wú)窮大時(shí)閉環(huán)極點(diǎn)在復(fù)平面上走過(guò)的路徑。為什么這個(gè)東西重要因?yàn)殚]環(huán)極點(diǎn)決定了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。如果根軌跡穿過(guò)了虛軸說(shuō)明系統(tǒng)開(kāi)始變得不穩(wěn)定如果根軌跡一直遠(yuǎn)離虛軸則說(shuō)明系統(tǒng)的穩(wěn)定性余量較大。吳麒課件里對(duì)根軌跡繪制法則的推導(dǎo)非常完整甚至?xí)衙恳活惙▌t的來(lái)源都解釋清楚。初學(xué)者往往覺(jué)得那七八條繪制規(guī)則太多記不住我的建議是先抓兩條核心①根軌跡的起點(diǎn)是開(kāi)環(huán)極點(diǎn)終點(diǎn)是開(kāi)環(huán)零點(diǎn)或無(wú)窮遠(yuǎn)②根軌跡關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。其余規(guī)則都是在為更精確地畫對(duì)曲線服務(wù)。頻域分析法則是另一個(gè)角度把系統(tǒng)的頻率特性畫成伯德圖或奈奎斯特圖通過(guò)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這個(gè)方法的工程價(jià)值在于實(shí)驗(yàn)測(cè)頻率響應(yīng)比求數(shù)學(xué)模型容易得多很多實(shí)際系統(tǒng)中我們得不到精確的數(shù)學(xué)方程卻可以通過(guò)掃頻實(shí)驗(yàn)得到頻率數(shù)據(jù)。吳麒課件在頻率響應(yīng)部分的圖表推導(dǎo)對(duì)理解相位裕度和幅值裕度特別有幫助。你可能在考試?yán)镏恍枰獣?huì)查圖表但真到了工程項(xiàng)目中相位裕度小于30度通常說(shuō)明系統(tǒng)魯棒性堪憂這類經(jīng)驗(yàn)判斷比單純背公式更值得積累。2.4 第四條主線串聯(lián)校正的本質(zhì)是重新塑形學(xué)完穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性分析接下來(lái)就是校正設(shè)計(jì)。這部分會(huì)講串聯(lián)超前校正、滯后校正以及反饋校正。你不知道怎么下手的時(shí)候其實(shí)可以把校正理解成“重寫系統(tǒng)的性格”超前校正在頻域里給系統(tǒng)加上超前相位相當(dāng)于給系統(tǒng)增加阻尼感和響應(yīng)度滯后校正則是通過(guò)降低高頻增益來(lái)改善穩(wěn)態(tài)精度。這個(gè)部分要?jiǎng)庸P計(jì)算只看課件很容易覺(jué)得自己懂了一合上電腦就全忘了。我在用吳麒課件帶新人時(shí)要求他們一定自己動(dòng)手畫一遍完整的校正前后伯德圖對(duì)比。你親手畫一次就會(huì)發(fā)現(xiàn)超前校正的相位峰值頻率選擇和增益補(bǔ)償計(jì)算真的需要反復(fù)打磨?？荚嚭蛯?shí)際工程的差距往往就在這種“有沒(méi)有親手算過(guò)”上體現(xiàn)得格外明顯。3. 核心難點(diǎn)拆解——拉普拉斯變換、根軌跡與奈奎斯特判據(jù)這樣學(xué)才不痛苦3.1 拉普拉斯變換不是機(jī)械查表而是理解三個(gè)層面前面提到拉普拉斯變換是自動(dòng)控制原理的數(shù)學(xué)地基。熱搜詞里出現(xiàn)“自動(dòng)控制原理 拉普拉斯變換ppt”說(shuō)明大家習(xí)慣用這個(gè)關(guān)鍵詞來(lái)搜課件素材。我的體會(huì)是拉普拉斯變換要學(xué)好需要分三個(gè)層面去理解第一層是定義層面(F(s)\int_0^{\infty} f(t)e^{-st}dt)。這里的下限之所以從0開(kāi)始是為了處理初始條件(s\sigmaj\omega)是一個(gè)復(fù)數(shù)頻率它把時(shí)域信號(hào)拆解到復(fù)頻率平面上去表示。第二層是性質(zhì)層面線性性、微分定理、積分定理、位移定理、終值定理這五個(gè)性質(zhì)在控制系統(tǒng)分析中的使用頻率最高。第三層是逆變換層面考試?yán)镒畛？嫉木褪峭ㄟ^(guò)部分分式展開(kāi)將復(fù)雜的(F(s))拆成一堆簡(jiǎn)單項(xiàng)的和再直接查表得到時(shí)域表達(dá)式。這個(gè)技能必須練到滾瓜爛熟因?yàn)橹蟮臓顟B(tài)空間分析、現(xiàn)代控制理論里依然要用。常見(jiàn)錯(cuò)誤是很多人只記最常見(jiàn)的那幾張變換表遇到像含復(fù)極點(diǎn)的情況就懵。吳麒課件里在講部分分式展開(kāi)時(shí)對(duì)重根、共軛復(fù)根的處理交代得比很多教材清楚建議把這部分專門拿出來(lái)精讀不要跳過(guò)去。3.2 根軌跡先畫概圖再考慮精確曲線很多人在根軌跡這里徹底放棄因?yàn)橐?guī)則太多、圖太復(fù)雜。但我發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的方法是先不要急著背規(guī)則先理解根軌跡的物理含義。想象你有一個(gè)放大旋鈕慢慢擰大系統(tǒng)的增益系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)在復(fù)平面上游走。增益小時(shí)系統(tǒng)可能很穩(wěn)定表現(xiàn)在時(shí)間響應(yīng)上就是衰減慢一點(diǎn)而已增益大到某個(gè)值極點(diǎn)跨過(guò)虛軸系統(tǒng)就突然振蕩甚至發(fā)散。這個(gè)“從量變到質(zhì)變”的過(guò)程就是根軌跡要表達(dá)的。先建立這層直覺(jué)再去看那幾條規(guī)則你會(huì)發(fā)現(xiàn)每一條都在幫你回答一個(gè)問(wèn)題這條路線到底往哪個(gè)方向偏實(shí)操層面我給自己定的步驟是第一步標(biāo)出開(kāi)環(huán)極點(diǎn)和零點(diǎn)第二步確定實(shí)軸上的根軌跡段第三步確定漸近線的方向第四步求出與虛軸的交點(diǎn)明確系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的增益范圍。這四步畫出來(lái)的圖已經(jīng)能應(yīng)付80%的分析需求。只有到了需要精確求分離點(diǎn)或出射角的時(shí)候才動(dòng)用更復(fù)雜的計(jì)算規(guī)則。3.3 奈奎斯特判據(jù)核心就一句話——繞沒(méi)繞那個(gè)點(diǎn)奈奎斯特判據(jù)是頻域穩(wěn)定性分析的重頭戲也是新人最容易恐懼的內(nèi)容。它要畫一條奈奎斯特曲線要看它繞沒(méi)繞(-1, j0)這個(gè)點(diǎn)還要結(jié)合開(kāi)環(huán)右半平面極點(diǎn)數(shù)來(lái)計(jì)算閉環(huán)不穩(wěn)定極點(diǎn)數(shù)。聽(tīng)起來(lái)很玄但本質(zhì)可以類比成這個(gè)場(chǎng)景你在一張地圖上要走一條閉合路線地圖上有一個(gè)禁區(qū)點(diǎn)(-1, j0)你走完一圈后數(shù)一數(shù)自己逆時(shí)針繞了這個(gè)禁區(qū)幾圈。如果繞圈數(shù)等于系統(tǒng)開(kāi)環(huán)右半平面極點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)就閉環(huán)穩(wěn)定。吳麒課件在奈奎斯特判據(jù)部分最大的優(yōu)點(diǎn)是它會(huì)一步一步演示開(kāi)環(huán)含有積分環(huán)節(jié)時(shí)如何在無(wú)窮小半徑的圓弧上補(bǔ)畫曲線這個(gè)細(xì)節(jié)如果自己看書很容易忽略但考試和工程分析中偏偏愛(ài)在這里出題。頻率特性曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、穿越次數(shù)這三個(gè)信息抓住了奈奎斯特圖的整體形態(tài)就不會(huì)跑偏。3.4 把專欄式知識(shí)點(diǎn)串成網(wǎng)絡(luò)這里還分享一個(gè)我自己的復(fù)盤方法每學(xué)完一個(gè)知識(shí)模塊就在紙上畫一張圍繞“穩(wěn)定性分析”的小地圖。時(shí)域里有勞斯判據(jù)根軌跡法里看穿越虛軸頻域里有奈奎斯特判據(jù)和伯德圖上的幅值/相位裕度。你會(huì)慢慢發(fā)現(xiàn)不同章節(jié)之間并不是孤立的而是在反復(fù)回答同一個(gè)問(wèn)題的不同側(cè)面。當(dāng)你腦海中有了這樣一張地圖課程內(nèi)容就不再是一堆記憶負(fù)擔(dān)而是一個(gè)互相印證的知識(shí)體系。4. 資料搭配與實(shí)操經(jīng)驗(yàn)——吳麒課件怎么和教材、習(xí)題互補(bǔ)使用4.1 課件為主理解教材為主嚴(yán)謹(jǐn)習(xí)題為主訓(xùn)練實(shí)際備考和自學(xué)的場(chǎng)景中我不建議只啃課件。課件的一大作用是濃縮課堂邏輯、展示圖表推導(dǎo)過(guò)程但很多中間的證明細(xì)節(jié)為了控制篇幅會(huì)被省略。這時(shí)候需要用紙質(zhì)教材或電子教材來(lái)補(bǔ)齊細(xì)節(jié)。吳麒課件配套吳麒主編教材的效果最好因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和符號(hào)體系完全統(tǒng)一。胡壽松版的優(yōu)勢(shì)則體現(xiàn)在題型設(shè)計(jì)與考研適應(yīng)性上。如果目標(biāo)是準(zhǔn)備考研胡壽松版的例題和歷年真題覆蓋面更全。我也實(shí)際對(duì)比過(guò)兩本書在“穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)”這一知識(shí)點(diǎn)上的表達(dá)方式吳麒版?zhèn)戎卣`差系數(shù)的定義意義和推導(dǎo)來(lái)源胡壽松版則直接按0型、I型、II型系統(tǒng)給出誤差系數(shù)表和計(jì)算公式后者在考場(chǎng)上確實(shí)更實(shí)用但對(duì)原理的理解幫助少一些。我的做法是兩本都備著平時(shí)以吳麒課件和教材為主每周集中刷胡壽松的習(xí)題遇到不會(huì)的題再回頭翻吳麒課件找原理解釋。4.2 具體工具和學(xué)習(xí)流程安排如果你現(xiàn)在正要開(kāi)始學(xué)這門課我推薦一個(gè)10周左右的節(jié)奏第1-2周控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型重點(diǎn)練拉普拉斯變換和傳遞函數(shù)化簡(jiǎn)。第3-4周時(shí)域分析覆蓋一階、二階系統(tǒng)、穩(wěn)定性判據(jù)和穩(wěn)態(tài)誤差。第5-6周根軌跡法至少親手畫10個(gè)不同系統(tǒng)的根軌跡圖。第7-8周頻域分析伯德圖、奈奎斯特圖、穩(wěn)定裕度。第9-10周校正設(shè)計(jì)串聯(lián)超前/滯后校正配合課程設(shè)計(jì)題目做綜合練習(xí)。具體到每周我是按“課件通讀兩遍教材細(xì)讀關(guān)鍵章節(jié)練習(xí)20道題”的模式執(zhí)行的。第一遍課件通讀不用糾結(jié)細(xì)節(jié)重點(diǎn)是建立該章的知識(shí)地圖第二遍再關(guān)注推理過(guò)程和計(jì)算細(xì)節(jié)。這個(gè)辦法聽(tīng)起來(lái)樸素但比一上來(lái)就逐頁(yè)死磕要高效得多尤其適用于自動(dòng)控制原理這類概念密度高、前后依賴強(qiáng)的課程。4.3 考前沖刺的優(yōu)先級(jí)排序如果時(shí)間只剩下兩周那就要做減法。我會(huì)把復(fù)習(xí)優(yōu)先級(jí)這樣排第一優(yōu)先是時(shí)域分析里的穩(wěn)定性判據(jù)和穩(wěn)態(tài)誤差這是每張卷子幾乎必考的基礎(chǔ)分第二優(yōu)先是根軌跡的繪制與分析這類題拿分比較穩(wěn)定第三優(yōu)先是頻域分析和校正設(shè)計(jì)這部分需要理解深度短時(shí)間內(nèi)突擊效果有限。拉普拉斯變換不需要單獨(dú)復(fù)習(xí)它應(yīng)該融入每一道題的計(jì)算過(guò)程中練題時(shí)自然就鞏固了。用這個(gè)優(yōu)先級(jí)刷題能最大化利用有限時(shí)間。5. 常見(jiàn)卡殼點(diǎn)與排查建議——自學(xué)時(shí)最容易被絆倒的幾處5.1 化簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)圖時(shí)反饋連接總搞錯(cuò)吳麒課件里關(guān)于結(jié)構(gòu)圖等效變換的內(nèi)容值得反復(fù)細(xì)看。許多人在化簡(jiǎn)帶有交叉反饋的框圖時(shí)會(huì)把比較點(diǎn)或引出點(diǎn)的位置看錯(cuò)導(dǎo)致整體傳遞函數(shù)算錯(cuò)。我的排查方法是每次做完化簡(jiǎn)后用梅遜公式從信號(hào)流圖再做一遍兩步交叉驗(yàn)證。如果結(jié)果不一致就說(shuō)明中間某一步的等效變換錯(cuò)了回頭重新檢查。養(yǎng)成這個(gè)習(xí)慣之后結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)基本能避免低級(jí)錯(cuò)誤。5.2 算相位裕度時(shí)忘了把增益穿越頻率求準(zhǔn)伯德圖分析中相位裕度的計(jì)算依賴開(kāi)環(huán)增益穿越0dB線時(shí)的頻率取值這個(gè)頻率叫幅值穿越頻率(\omega_c)。很多統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤來(lái)自于(\omega_c)沒(méi)有精確求解或者直接用了近似值導(dǎo)致相位裕度偏差過(guò)大。這里強(qiáng)烈建議無(wú)論題目給不給提示都親手列一次方程求解(\omega_c)而不是靠肉眼讀圖。工程上相位裕度40到60度是經(jīng)驗(yàn)范圍相位裕度太小則系統(tǒng)振蕩風(fēng)險(xiǎn)大太大又往往犧牲了快速性這個(gè)判斷同樣不需要死記多畫幾次伯德圖自然就有感覺(jué)。5.3 勞斯判據(jù)出現(xiàn)整行零時(shí)不知道該怎么做勞斯判據(jù)中如果某一行全部為零說(shuō)明存在對(duì)稱于原點(diǎn)的特征根比如等值異號(hào)的實(shí)根或共軛虛根。這時(shí)候要用上一行的系數(shù)構(gòu)造輔助方程再對(duì)輔助方程求導(dǎo)以得到的系數(shù)替換整個(gè)零行。這個(gè)處理方式在許多教材里只是一句話帶過(guò)但吳麒課件里會(huì)用具體的四階、五階系統(tǒng)示例逐步演示。我的經(jīng)驗(yàn)是遇到整行零時(shí)不要慌只要記住“輔助方程對(duì)輔助方程求導(dǎo)”這個(gè)操作就能完整應(yīng)對(duì)。5.4 根軌跡分離點(diǎn)解出復(fù)數(shù)不知道取舍求分離點(diǎn)時(shí)會(huì)得到一個(gè)關(guān)于(s)的高次方程其中可能有復(fù)數(shù)解或無(wú)意義的解。判斷原則很直接分離點(diǎn)必須在根軌跡上并且通常位于實(shí)軸的根軌跡段內(nèi)。如果一個(gè)解不在實(shí)軸上或者雖然位于實(shí)軸上但不在根軌跡存在的區(qū)段里就要舍棄。這個(gè)坑我至少見(jiàn)人踩過(guò)三次每次都是因?yàn)橥私Y(jié)合前面的實(shí)軸根軌跡段信息來(lái)篩查解。5.5 校正設(shè)計(jì)時(shí)指標(biāo)互相打架設(shè)計(jì)超前校正時(shí)你可能發(fā)現(xiàn)相位超前量越大能給的增益補(bǔ)償也越復(fù)雜設(shè)計(jì)滯后校正時(shí)又發(fā)現(xiàn)改善穩(wěn)態(tài)精度的同時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)速度可能變慢。自動(dòng)控制原理中的指標(biāo)往往存在內(nèi)在矛盾這也是這門課最貼近工程真實(shí)的地方。我的建議是不要追求一次性滿足所有指標(biāo)先按核心指標(biāo)設(shè)計(jì)校正器再用第二指標(biāo)去檢驗(yàn)必要時(shí)回到第一輪迭代調(diào)整參數(shù)。做設(shè)計(jì)題時(shí)多退一步想清楚哪個(gè)指標(biāo)是最難滿足的設(shè)計(jì)思路反而更清晰。5.6 課件和教材符號(hào)不一致怎么處理不同版本的教材符號(hào)體系確實(shí)存在差異。比如有些教材用(G(s))表示前向通道有些用(G_1(s))表達(dá)串聯(lián)環(huán)節(jié)比較點(diǎn)的符號(hào)有時(shí)是圓圈內(nèi)畫加號(hào)有時(shí)是方框內(nèi)寫正負(fù)。遇到這種情況不要強(qiáng)行背兩種符號(hào)而是固定使用其中一套符號(hào)體系作為自己的默認(rèn)習(xí)慣每次做題前先把題干里的符號(hào)映射到自己的習(xí)慣體系里。長(zhǎng)期堅(jiān)持符號(hào)混淆的問(wèn)題就會(huì)大幅減少。我用吳麒課件自學(xué)的最大感受是這門課的難度不在某個(gè)單獨(dú)知識(shí)點(diǎn)而在知識(shí)鏈條太長(zhǎng)前后任何一環(huán)掉了后面都會(huì)聽(tīng)不懂。把數(shù)學(xué)工具練熟、把根軌跡和頻域畫出直覺(jué)、把每一個(gè)穩(wěn)定性判據(jù)的適用條件弄清楚這三件事做好了這門課就已經(jīng)通了六七成。剩下來(lái)的就是在做題和實(shí)際系統(tǒng)中慢慢打磨手感。如果你正卡在某一章不妨試試回頭補(bǔ)一補(bǔ)前導(dǎo)知識(shí)往往問(wèn)題就迎刃而解了。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取