控制系统线性化分析方法

‘壹’ 线性控制理论的分析方法

简单说，线性系统理论主要研究线性系统状态的运动规律和改变这种运动规律的可能性方法，建立和揭示系统结构、参数、行为和性能间的确定的和定量的关系。在对系统进行研究的过程中，建立合理的系统数学模型是首要的前提，对于线性系统，常用的模型有时间域模型和频率域模型，时间域模型比较直观，而频率域模型则是一个更强大的工具，二者建立的基本途径一般都通过解析法和实验法。
数学模型提供了解决问题的可能性，在此基础上，还需要在系统中加入控制部分来达到期望的性能，这些都可以先在数学模型中加入一些环节，再在实际中实现。
经典的线性控制理论以拉普拉斯变换为主要工具，在50年代业已成熟。后来，一些新的数学工具相继得到了运用，先进的计算机技术也被使用起来，这些都推动了线性系统理论的进一步发展和在实际中的广泛运用。
本世纪50年代，经典的线性系统理论已经发展成熟和完备，并在不少工程技术领域中得到了成果的应用。其数学基础是拉普拉斯变换，模型是传递函数，分析和综合方法是频率响应法。但是，它具有明显的局限性，突出的是难于解决多输入—多输出系统，并且难以揭示系统的更深刻的特性。
在50年代蓬勃兴起的航天技术的推动下，线性系统理论在1960前后开始了从经典到现代阶段的过渡，其重要标志之一是卡尔曼（R.E.Kalman）系统地把状态空间法引入到系统和控制理论中来。并在此基础之上，卡尔曼进一步提出了能控性和能观测性这两个表征系统结构特性地重要概念，已经证明这是线性系统理论中的两个最基本的概念。建立在状态空间法基础上的线性系统的分析和综合方法通常称为现代线性系统理论。
自60年代中期以来，线性系统理论不仅在研究内容还是在研究方法上，又有了一系列新的发展。出现了这种从几何方法角度来研究线性系统的结构和特性的几何理论，出现了以抽象代数为工具的代数理论。也出现了在推广经典频率法基础上发展起来的多变量频域理论。与此同时，随着计算机技术的发展和普及，线性系统分析和综合中的计算问题，以及利用计算机对线性系统进行辅助分析和辅助设计的问题，也都得到了广泛和充分的研究。

‘贰’ 在经典控制理论时期,分析和设计自动化控制系统的主要方法是什么分别基于什么样的原理和思想方法

看看网络的解释：

经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性（见过渡过程、频率响应）、控制系统的设计原理和校正方法（见控制系统校正方法）。经典控制理论包括线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论（见非线性系统理论）三个部分。早期，这种控制理论常被称为自动调节原理，随着以状态空间法为基础和以最优控制理论为特征的现代控制理论的形成（在1960年前后），开始广为使用现在的名称。

控制理论的形成远比控制技术的应用要晚。古代，罗马人家里的水管系统中就已经应用按反馈原理构成的简单水位控制装置。中国北宋元初年（1086～1089）也已有了反馈调节装置──水运仪象台。但是直到1787年瓦特离心式调速器在蒸汽机转速控制上得到普遍应用，才开始出现研究控制理论的需要。

1868年，英国科学家J.C.麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定现象，指出振荡现象的出现同由系统导出的一个代数方程根的分布形态有密切的关系，开辟了用数学方法研究控制系统中运动现象的途径。英国数学家E.J.劳思和德国数学家A.胡尔维茨推进了麦克斯韦的工作，分别在1875年和1895年独立地建立了直接根据代数方程的系数判别系统稳定性的准则（见代数稳定判据）。

1932年，美国物理学家H.奈奎斯特运用复变函数理论的方法建立了根据频率响应判断反馈系统稳定性的准则（见奈奎斯特稳定判据）。这种方法比当时流行的基于微分方程的分析方法有更大的实用性，也更便于设计反馈控制系统。奈奎斯特的工作奠定了频率响应法的基础。随后，H.W.波德和N.B.尼科尔斯等在30年代末和40年代进一步将频率响应法加以发展，使之更为成熟，经典控制理论遂开始形成。

1948年，美国科学家W.R.埃文斯提出了名为根轨迹的分析方法，用于研究系统参数（如增益）对反馈控制系统的稳定性和运动特性的影响，并于1950年进一步应用于反馈控制系统的设计，构成了经典控制理论的另一核心方法──根轨迹法。

40年代末和50年代初，频率响应法和根轨迹法被推广用于研究采样控制系统和简单的非线性控制系统，标志着经典控制理论已经成熟。经典控制理论在理论上和应用上所获得的广泛成就，促使人们试图把这些原理推广到像生物控制机理、神经系统、经济及社会过程等非常复杂的系统，其中美国数学家N.维纳在1948年出版的《控制论》最为重要和影响最大。

经典控制理论在解决比较简单的控制系统的分析和设计问题方面是很有效的，至今仍不失其实用价值。存在的局限性主要表现在只适用于单变量系统，且仅限于研究定常系统。

以频率响应法和根轨迹法为核心的控制理论。[1]频率响应理论对于分析，设计单变量系统来说是非常有效的工具。设计者只需根据系统的开环频率特性，就能够判断闭环系统的稳定性和给出稳定裕量的信息，同时又能非常直观地表示出系统的主要参数，即开环增益与闭环系统稳定性的关系。频率响应法圆满地解决了单变量系统的设计问题。1948年，伊万斯(W. R. Evans)提出了控制系统分析和设计的根轨迹法。

‘叁’ 自动控制原理的线性系统的时域分析法，根轨迹法和频域分析法比较他们的不同（原理，方法的不同）

时域分析是通过直接求解系统在典型输入信号作用下的时域响应来分析系统系能的。方法就是按一些公式求上升时间、最大超调量等参数来分析系统，也可用劳斯判据。一般需要复杂的高阶微分方程运算。
根轨迹法是根据反馈控制系统开环和闭环传递函数之间的关系，由开环传递函数求闭环特征根。这种方法是用图解的方式表示特征根与系统参数的全部数值关系，适用于高阶系统，避免了复杂的运算。
频域法根据系统的频率特性间接地揭示系统的动态特性和稳态特性，可以简单迅速地判断某些环节或者参数对系统的动态特性和稳态特性的影响，并能指明改进系统的方向。与前两种方法相比，主要优点有不需要复杂运算、能对系统动态性能作出分析。方法是奈氏稳定判据，作出奈氏图，根据曲线与（-1.0）点的关系，作出相应判断。
可参考自动控制原理教材，胡寿松的不错。
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‘肆’ 在经典控制理论时期，分析和设计自动化控制系统的主要方法是什么分别基于什么样的原理和思想方法

分析自动控制系统在古典控制理论中分三部分：
一.线性 其中线性系统的分析有时域分析法 频域分析法 根轨迹分析法三种 二，非线性系统的分析 用描述函数和相平面图对其进行分析
三。离散系统的分析 基于Z变换来求取数学模型对其进行分析

控制系统的设计 主要从稳准快 三个方面来考虑 尽量满足用户要求来设计系统 比如给定扰动下设计无差 扰动输入下无差等 针对用户设计相应最佳系统来满足要求 在满足要求的同时 做到 各个稳定指标的最好 比如Wc 相角裕量 调节时间超调量 等等.
你的问题太广 一言难尽 你把题目在明确点 我看下能不能处理...

希望有点帮助 对你