新加坡理工大学Control Engineering学习攻略

　　课程学习内容

　　这门课程主要讲解用于描述系统的数学方法，重点放在线性负反馈控制系统上。课程内容通常包括：信号与系统、拉普拉斯变换和傅里叶变换、框图、传递函数、时域建模以及稳定性分析等主题。

　　学习过程中会结合解析方法与数值方法，并利用来自计算机工程、电气工程、航空航天工程、通信工程以及机电一体化领域的实例进行说明。

　　此外，课程还会向学生介绍在嵌入式系统中实现反馈控制的方法。

　　学习策略

　　①Lecture + Tutorial 高效复习

　　每讲结束后自己画系统块图 (block diagram) + 写出传递函数。

　　把每种响应 (阶跃/频域) 的关键指标列成表格 (rise time, overshoot 等)。

　　在 tutorial 题中练习 controller 参数变化如何影响系统响应。

　　②使用 Simulink 做仿真练习

　　模型设计：构建一个简单二阶系统 (例如质-弹簧-阻尼模型)，仿真其阶跃响应。

　　加入 PID 控制器并调参：观察 P、I、D 各部分对响应 (超调、稳定时间) 的影响。

　　使用频域工具：在 Matlab 中画系统的 Bode 图 (未加控制器 / 加控制器)并分析裕度。

　　③练习题 + past year questions

　　找历届考试 /测验题 (如果系给 past papers)。

　　做 controller tuning 题、时域题 (写出阶跃响应)、频域设计题 (给出 Bode 图，判断稳定性)。

　　④组建学习小组

　　和同学一起讨论模型建立、参数调节策略。

　　相互检查仿真模型：你模拟一个控制器，他们检查响应 +参数调节效果。

　　⑤编写笔记 /速查表

　　建议做一个 A4 “control cheat sheet”：汇总常用公式 (传递函数、PID、响应指标)、时域 & 频域概念、调参建议。

　　⑥考试时技巧

　　计算题：先写你假设 (assumptions)、然后写模型、最后解答。

　　设计题 (controller design)：明确你调节目标 (减少超调 /加快响应 /减错误)，然后给出 tuning 策略 +结果。

　　理论题 (解释题)：回答时要结合模型与仿真 (如果允许画图 /使用仿真结果)。

　　避坑指南

　　1.只背理论不做仿真 → 后果：设计控制器时不知道实际响应。

　　解决：一定要用 Simulink 做至少 3 个模型 + controller 调参练习。

　　2.忽略初始条件 /假设 → 会导致答案不准确。

　　解决：解题先写出所有假设 +初始条件 (例如零初始状态)。

　　3.调参盲目 → 参数设定不合理 + 响应差。

　　解决：用系统化策略 (Ziegler-Nichols, Cohen-Coon 或基于你设计目标)。

　　4.忽视频域稳定性 → 只看时域响应可能忽略不稳定性。

　　解决：做 Bode 图+裕度分析。