自动控制原理,东北大学的839自动控制原理难不难

自动控制原理，东北大学的839自动控制原理难不难？

编号是招生学校自己编的号，为了方便说明。

因为针对不同专业方向的学生，考试的难易不一样。

因为自控原理在多种专业里都属于专业基础课，但是不同专业对自控原理要求的深浅不同。

一般来说，简单的只包含经典控制理论，主要针对非自动化方向，比如宇航啊，飞行器专业啊，什么的；难点的就是自动化本专业的方向，考试内容除了经典控制还包含现代控制。

具体这两类有什么区别，还是要查看招生院校自己出的“研究生参考书目”，在学校招生网站应该有的。

自动控制原理234如何对结构图进行等效比较点和引出点移动？

自動控制原理2.3.4如何對結構圖進行等效比較點和引出點移動？動態結構圖的等效變換是利用方框圖進行數學運算，并 對方框圖進行變換和簡化。對于復雜的系統結構圖，其方框 圖之間的連接可能是錯綜復雜的，但都是從三種最基本的連 接方式演變出來的。這就是結構圖等效變換中的環節合并， 另一類是引出點或相加點的移動

单片机有什么用？

1. uC/OS 是个什么鬼？

在一些朋友的留言和大神的文章中多次提到了 uC/OS，相信很多朋友看到之后都是蒙B的 “这是个什么鬼？”。uC/OS （Micro Control Operation System）翻译过来就是微控制器操作系统，最初版本是在1992年发布，现在已经发展到uC/OS III 了。

嗯，那它有什么用呢？

接触过单片机或编程的朋友一定知道 main() 函数，mian() 又叫主函数或者入口函数，顾名思义就是程序开始执行的地方（其实这是不严谨的，但是为了照顾小白可以这样简单的理解），而一般的裸机程序只有一个main()，从程序的开头到结尾跑一次就完了，而为了让程序能不停的跑往往会在main() 中加一个while(true) 让其不断的循环。uC/OS因为其处理方式理论上可以模拟无数个 "main() 函数"（任务），让这些任务并发运行，就像在一个单片机中有多个main() 函数一样，让原本单线程的单片机能有多线程的效果。

那 uC/OS 是变出无限个main函数呢，答案就是时钟节拍，时钟节拍就是系统以固定的频率产生中断（时基中断），并在中断中处理与时间相关的事件，推动所有任务向前运行。简单的来说就是高频率的切换任务来实现类似多线程的效果，这个时钟节拍是可调的，频率越快越浪费cpu，相应的在多个任务间切换的速度也就越快。

那么什么是中断呢？

从本质上来讲，中断是一种电信号的变化，当设备有某种事件发生时（产生电平变化），它就会产生中断，通过总线把电信号发送给中断控制器。如果中断的线是激活的，中断控制器就把电信号发送给处理器的某个特定引脚。处理器于是立即停止自己正在做的事，跳到中断处理程序的入口点，进行中断处理。（就好比小明现在正在看我写的这篇文章，突然有快递来敲门他就会先放下手机去取快递然后回来接着看，既拿了快递又读了文章）如上图所示电信号从低电平跳转高电平的中断称之为上升沿中断，反之称之为下降沿中断。

因为篇幅的限制以上只是简单的介绍了一下uC/OS，当然它还有很多其它的优点，例如内存分配，任务消息队列，等等。这些都是这个系统多年迭代累积下来的“车轮”，如果感兴趣的朋友可以深入的了解一下。

uC/OS固然是好，但是真的有必要什么都用 uC/OS么？我看未必，杀鸡何用宰牛刀。以下引用一位知友的留言：

“2以前没学过操作系统，用单片机裸机写程序。有一次做一个功能特别复杂的东西，发现中断都快用完了，并且用中断有些地方实现的特别勉强，冗余，复杂。当时根本就不知道有多任务，也以那时的知识根本想不到如何优化。如果当时学过操作系统，用过ucos，这个问题就很好解决了。不信，你看能不能用裸机实现一个简单的平板电脑。

6以后想去大公司，做平板，做手机，不会嵌入式linux估计不行吧，这个依旧包括了上述所有知识。”（这位朋友表达的意思我懂，在此只是引用这一段话，只是引用！）

（此段纯吐槽）可能是现在中国手机行业很赚钱。是个大一点的公司就要做平板，做手机，大公司都需要这样的人才，一窝蜂的往里钻。虽然arm理论上也算是单片机的一种，但是我更喜欢将其归入微处理器的行列，做手机做平板要是我肯定不会选stm32上uC/OS来做。如果是为了好找工作，为了做手机那还是学嵌入式linux比较靠谱。我是学自动化的，在我的感觉里单片机（stm32，avr，飞思卡尔，51等等）这类是属于微控器，最适合的就是用来做控制的，不是为了做手机而生的。

和做人一样首先要清楚自己的定位，清楚自己能干什么，不能干什么。汽车芯片，3d打印机，数控机床，手环，液晶显示器，四轴，录像机，洗衣机，玩具，飞机仪表板等等等等，都有单片机的用武之地，我给它的定位就是简单重复高效的控制器。有朋友留言说 “一句话想赚钱不要学这个。” 我只能引用这样一句话 “中国不是实体经济不行了,而是你的实体经济不行了。”

2. 那你解释一下运放虚短的原理 简单讲就好@obovgood

运算放大器 MIT的 Anant Agarwal 教授讲的很好建议你去看看（其实网易公开课上有很多资源，都没人看）

什么是运算放大器？

运算放大器是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器，其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。（简单的理解就是通过这个原件能实现输入信号的数学运算）

正好我用一个实际的例子来讲，下图是我之前用来驱动激光的一个原理图，看似很复杂不用怕，一步一步来。首先要知道这个电路是干什么用的，我上学的时候就是老师自己陶醉的在台上讲，也不告诉你学了知识能干啥，最后学的都是一头雾水，一脸茫然（又吐槽了）。为了保持激光稳定的工作，通过激光二极管的电流必须是恒定的，这个时候就需要横流驱动。

LASER1+和LASER-之间接的就是要求横流1A工作的激光二极管。如果电路看起来复杂图中所有电容均可以理解为滤波作用。为了理解虚短，虚段我们将其都去掉，是不是看起来简单了一些

LASER-下方是一个mos管，简单的理解成一个特殊开关，它的1端口可以控制2->3的是否导通，并分去多余的电压。R8是0.03欧姆的采样电阻，为了实现1A横流R8a上方电压要为0.03v（I=U/R），那么运放端口6为0.03v。ok 这里我们先学习一下

虚短（虚短指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位【这里2，3，5，6都是输入端】，就好像两个输入端短接在一起，但事实上并没有短接，称为“虚短”。由于运放的电压放大倍数很大，而运放的输出电压是有限的。因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于 “短路”。）

虚断（由于运放的差模输入电阻很大。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性 称为虚假开路，简称虚断。）

因为虚断（5，6）为开路，没有电流由6经过R8a到GND。

因为虚短所以（5，6）端口电压相等均为0.03v，由于R7a，R7b串联可得到端口1的电压

(V1-V5)/R7a=V5/R7b --------> V1=(V5/R7b)*R7a+V5=0.33v

因为虚短所以（1，2，3）端口电压相等，所以只要用单片机控制3端口的电压为0.33v，激光器就能稳定在1A工作。

自己焊的原理板如图，中间的小长方块就是运放。

控制激光稳定输出！

注意以上所有推导能成立均建立在运放是线性工作的状态，至于运放什么时候是线性，如何在非线性条件下让运放线性工作，Anant Agarwal 教授都讲的很清楚了。如果你感兴趣可以深入的学习一下，我还是再次吧视频链接贴出来：

http://open.163.com/movie/2007/8/U/F/M7A8MMH3M_M7A8SLOUF.html

----------------------------------------------------------------------------------------------

自动控制原理阻尼比计算公式？

阻尼比计算公式是ζ=C/C0、ζ=C/(2mw)%，阻尼就是使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用，是在土木、机械、航天等领域是结构动力学的一个重要概念。

阻尼比指阻尼系数与临界阻尼系数之比，表达结构体标准化的阻尼大小

学习自动控制原理？

首先，我声明一点，自控原理和电路就只有一点关系，只要有点基础知识就能搞定，但是跟数学关系很大（本人是自动化院的，学的就是自动化，专业课就是自控）。

再次，自控原理是一个很有魅力的书，你会越看越喜欢。

为什么这么说，听我下面给你解释。

自控原理分为经典控制和现代控制。

相比经典部分现代部分比较好学，现代部分都是用矩阵来算的，都有相应的规律和结论。

下面我来分析下经典控制，和现代控制

因为各个院校的自动控制原理都有自己学校老师编的书，但是无论怎么编，学的东西是不变的，咱们以胡寿松胡教授的书为例，《自动控制原理，第六版》，因为胡教授的书太经典了，简单易懂，新手适合学这本书。

对于现代控制，刘豹刘老师写的现代控制也蛮好的，可以一起比较看下。

从图中大家可以看到前八章都是经典的部分。后面几章是现代控制。

可以看出第一章是学习自控原理的基础，讲了自控原理的一般概念，引进大家进入自控原理的学习，这一章都是讲了实际生活中的真实存在东西的控制。

这一章一般不单独出题，但是某些985院校会出这一章的题，这一章的题可难，可易。

说了这么多不如看题来的实在，以胡教授书后习题为例

这一章会讲到

1、信号流图，

2、方框图，

3、脉冲响应等。

4、梅森增益公式，梅森增益公式，这个公式对于计算传递函数简直是万能的

5、也会讲到方框图的简化

下面给出几个典型的出题风格，如下图

自控原理进入了时域分析，这一章讲的是线性系统的，从这里开始自控原理开始逐级变难。

这一章会讲到：

1、零初始条件下典型二阶系统单位阶跃响应的传递函数

2、动态性性能指标

3、劳斯判据

下面分别分析讲解

1、这一章会讲到零初始条件下典型二阶系统单位阶跃响应的传递函数。这个公式也是经典控制理论中最经典的公式之一。

大家一起看看这个公式

然后，还会讲到不同的阻尼状态下二阶系统的单位阶跃响应的输出和有几个根，根的位置在S平面上的位置等，

2、重点是：性能指标估算，包括延迟时间，超调量，调节时间，峰值时间，上升时间。

3、第三章的另一重点来了

那就是判稳。第三章的判稳是时域的判稳，用劳斯公式。具体的公式不再给出，如果感兴趣可以抽空看下自控原理。

这一章必须会，只要是考试百分之百考。

这一章主要讲了零度根轨迹和180度根轨迹的画法。还会讲到根轨迹方程，根轨迹增益，模值条件，相交条件等等。

绘制根轨迹的8条规则：

1、根轨迹起于开环极点，终于开环零点。

2、根轨迹的分支数等于系统特征方程的阶数，根轨迹连续并且对称于实轴。

3、当系统开环极点个数n大于开环零点个数m时，有n-m条根轨迹分支沿着与实轴交角为 、交点为的一组渐近线趋向于无穷远处

4、实轴上的某一区域，若其右边开环实数零、极点个数之和为奇数，则该区域必是根轨迹。

5、

两条或两条以上根轨迹分支在s平面上相遇又立即分开的点，称为根轨迹的分离点，分离点的坐标d

6、根轨迹离开开环复数极点处的切线与正实轴的夹角，称为起始角，

根轨迹进入开环复数零点处的切线与正实轴的夹角，称为终止角。

7、若根轨迹与虚轴相交，意味着闭环特征方程出现纯虚根，系统处于临界稳定状态，因此根轨迹与虚轴的交点位置很重要。

8、当系统开环传递函数 的分子、分母阶次差(n-m)大于等于2时，系统闭环极点之和等于系统开环极点之和。

绘制根轨迹的一般思路是:（要先明白绘制根轨迹的8条规则）

1、求出其零，极点

2、在s域画出零极点的位置

3、确定渐近线，渐近线焦点交角

4、确定实轴上的根轨迹

5、确定有几条根轨迹

6、确定分离点

7、确定分离点根轨迹增益，方便后面分析

8、确定与虚轴的交点

9、分析的结果

1、会讲频域分析的有点在哪。

2、各个典型环节的频率特性

3、伯德图的绘制

4、开环幅相曲线的绘制

这些图像的绘制都有对应的步骤和细节，由于内容较多，这里不再赘述。

限免看出题类型

这一章是计算量最大，最复杂的地方。要是一个题出的很难，那么这个题你花费30分钟做都是经常存在的。

这一章主要讲:

1、超前矫正，

2、滞后矫正

3、超前滞后矫正。

4、高阶系统时域指标与频域指标联系

5、反馈矫正

6、期望矫正

7、PID矫正设计

为了不打击大家学习的信心我就给大家看下公式，例题不再给出

这一章主要讲这些

1、Z变换

2、饱和特性、间隙特性、摩擦特性、死区特性、继电特性等

3、朱莉判据

4、终值定理

5、利用非线性改善控制系统性能

相对于第6章，这一章节相对容易了点，但是也不是特别容易，会要求画相轨迹图，判稳等等，这一章的例题我拿出一个给大家看下：

1、相平面

2、描述函数

就单单这两个让人就很头疼，相平面要画图，描涵让人崩溃。

不多说，看题

我建议把刘老师的现代控制与胡教授的书对比看下，会有更好的效果。下面附图刘老师的书。

如果有朋友喜欢本人的回答请关注，收藏，转发走一波