自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。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(jī)及船用自動駕駛儀、火炮定位系統(tǒng)、雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)以及其他基于反饋原理的軍用設(shè)備，進(jìn)一步促進(jìn)并完善了自動控制理論的發(fā)展。到戰(zhàn)后，已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的線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計問題。

20世紀(jì)60年代初期，隨著現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)新成果的推出和電子計算機(jī)的應(yīng)用，為適應(yīng)宇航技術(shù)的發(fā)展，自動控制理論跨入了一個新的階段——現(xiàn)代控制理論。它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(xué)為基礎(chǔ)的智能控制理論深入。

為了實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制任務(wù)，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(jī)的整體，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(yán)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、壓力或飛行軌跡等；而控制裝置則是對被控對象施加控制作用的相關(guān)機(jī)構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進(jìn)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(jìn)行控制的任務(wù)，這就是反饋控制的原理。

下面是一個標(biāo)準(zhǔn)的反饋模型：

開方：

公式：X(n+1）=Xn+（A/Xn^2-Xn）1/3設(shè)A=5，開3次方

5介于1^3至2^3之間（1的3次方=1，2的3次方=8）

X_0可以取1.1，1.2，1.3，1.4，1.5，1.6，1.7，1.8，1.9，2.0都可以。例如我們?nèi)?.0。按照公式：

第一步：X1={2.0+[5/(2.0^2-2.0]1/3=1.7.}。即5/2×2=1.25，1.25-2=-0.75，0.75×1/3=0.25，輸入值大于輸出值，負(fù)反饋

2-0.25=1.75，取2位數(shù)字，即1.7。

第二步：X2={1.7+[5/(1.7^2-1.7]1/3=1.71}.。

即5/1.7×1.7=1.73010，1.73-1.7=0.03，0.03×1/3=0.01，輸入值小于輸出值正反饋

1.7+0.01=1.71。取3位數(shù)字，比前面多取一位數(shù)字。

第三步：X3={1.71+[5/(1.71^2-1.71]1/3=1.709} 輸入值大于輸出值，負(fù)反饋

第四步：X4={1.709+[5/(1.709^2-1.709]1/3=1.7099} 輸入值小于輸出值正反饋

這種方法可以自動調(diào)節(jié)，第一步與第三步取值偏大，但是計算出來以后輸出值會自動減小；第二步，第四步輸入值偏小，輸出值自動增大。X4=1.7099.

當(dāng)然也可以取1.1，1.2，1.3，……1.8，1.9中的任何一個。

同時，自動控制原理也是高等院校自動化專業(yè)的一門主干課程，是學(xué)習(xí)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(xué)考試必考的課程。

該課程不僅是自動化專業(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(xué)與工程學(xué)院開設(shè)本課程的專業(yè)有計算機(jī)、電子信息、檢測技術(shù)。

該課程不僅跟蹤國際一流大學(xué)有關(guān)課程的內(nèi)容與體系，而且隨著科研與學(xué)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(xué)術(shù)水平。

該課程是關(guān)于自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，其主要內(nèi)容包括：自動控制系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)、自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)、自動控制系統(tǒng)的類型（連續(xù)、離散、線性、非線性等）及特點、自動控制系統(tǒng)的分析（時域法、頻域法等）和設(shè)計方法等。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解有關(guān)自動控制系統(tǒng)的運行機(jī)理、控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響以及自動控制系統(tǒng)的各種分析和設(shè)計方法等。

1、系統(tǒng)、反饋、方框圖（方塊圖）、信號流圖、傳遞函數(shù)、基本環(huán)節(jié)；

2、穩(wěn)態(tài)的分析：穩(wěn)定性判據(jù)、穩(wěn)態(tài)誤差、穩(wěn)定裕量；

3、動態(tài)響應(yīng)分析：時間常數(shù)、阻尼系數(shù)、振蕩頻率，脈沖響應(yīng)、階躍響應(yīng)、動態(tài)性能指標(biāo)（如峰值時間、超調(diào)量、衰減比等），主導(dǎo)極點；

4、根軌跡，開環(huán)極點、零點，閉環(huán)極點、零點；

5、頻率特性、極坐標(biāo)圖、Bode圖、Nyquist穩(wěn)定判據(jù)、校正與綜合；

6、狀態(tài)空間分析、能控性、能觀性；

7、典型的非線性特性、描述函數(shù)、相平面、自激振蕩；

8、采樣控制、Z變換、脈沖傳遞函數(shù)。

1．簡單物理系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)的列寫和計算；

2．方框圖和信號流圖的變換和化簡；

3．開環(huán)傳遞函數(shù)與閉環(huán)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)和計算；

4．線性連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)過程分析；

5．代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)及其在線性系統(tǒng)中的應(yīng)用；

6．根軌跡的基本特性及典型系統(tǒng)根軌跡的繪制；

7．用根軌跡分析系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性；

8．波德圖和奈奎斯特圖的繪制；

9．奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及應(yīng)用；

10．用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的主要動態(tài)和靜態(tài)特性；

11．校正的基本原理及設(shè)計方法；

12．簡單非線性控制系統(tǒng)分析的描述函數(shù)分析方法及相平面方法；

13．采樣系統(tǒng)的分析及校正的基本方法。