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# 自动控制理论AI+数智平台 - 学生使用指南
## 一、平台访问
**平台地址**: http://182.148.54.29:7860/
**推荐浏览器**: Chrome、Edge 或 Firefox 最新版本
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## 二、平台功能简介
本平台是《自动控制理论》课程的配套学习工具,提供四大核心功能:
1. **时域分析** - 分析系统的阶跃响应和脉冲响应
2. **频域分析** - 绘制Bode图和Nyquist图,分析系统稳定性
3. **根轨迹分析** - 观察增益变化对系统极点的影响
4. **AI智能问答** - 24小时在线的自动控制理论助教
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## 三、详细使用教程
### 3.1 时域分析
#### 3.1.1 功能说明
输入系统的传递函数,查看系统的时域响应特性。
#### 3.1.2 使用步骤
1. 点击顶部"时域分析"标签页
2. 在左侧输入框中输入:
- **分子系数**:例如 `1``1,2,3`(用逗号分隔)
- **分母系数**:例如 `1,6,11,6`(从最高次项到常数项)
3. 点击"显示传递函数"按钮查看数学公式
4. 点击"开始分析"按钮生成响应曲线
#### 3.1.3 输出结果
- **左图**:单位阶跃响应曲线
- **右图**:单位脉冲响应曲线
- **性能指标**:上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等
#### 3.1.4 示例输入
```text
分子系数: 1
分母系数: 1,2,1
```
这是一个典型的二阶系统:$G(s) = \frac{1}{s^2+2s+1}$
---
### 3.2 频域分析
#### 3.2.1 功能说明
通过Bode图和Nyquist图分析系统的频率特性和稳定性。
#### 3.2.2 使用步骤
1. 点击顶部"频域分析"标签页
2. 输入传递函数的分子和分母系数(同时域分析)
3. 拖动"对数增益 log₁₀(K)"滑块,调整系统增益
4. 观察右侧的Bode图和Nyquist图实时变化
#### 3.2.3 输出结果
- **Bode图**:幅频特性和相频特性曲线
- **Nyquist图**:极坐标表示的频率响应
- **稳定裕度**:增益裕度(GM)和相角裕度(PM)
- **稳定性评估**:系统是否稳定的判断结果
#### 3.2.4 稳定性判断标准
- GM > 0 dB 且 PM > 0° → **系统稳定**
- GM < 0 dB 或 PM < 0° → **系统不稳定**
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### 3.3 根轨迹分析
#### 3.3.1 功能说明
观察增益K从0到∞变化时,闭环极点在s平面上的移动轨迹。
#### 3.3.2 使用步骤
1. 点击顶部"根轨迹"标签页
2. 输入开环传递函数的分子和分母系数
3. 拖动"对数增益 log₁₀(K)"滑块
4. 观察极点位置的实时变化
#### 3.3.3 输出结果
- **根轨迹图**:蓝色曲线表示极点运动轨迹
- **当前极点**:红色×标记表示当前增益K下的闭环极点位置
- **极点坐标**:实部和虚部的具体数值
#### 3.3.4 稳定性判断标准
- 极点在左半平面(实部 < 0)→ **稳定**
- 极点在虚轴上(实部 = 0)→ **临界稳定**
- 极点在右半平面(实部 > 0)→ **不稳定**
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### 3.4 AI智能问答
#### 3.4.1 功能说明
随时向AI助教提问自动控制理论相关的问题。
#### 3.4.2 使用步骤
1. 点击顶部"智能问答"标签页
2. 在底部输入框输入你的问题
3. 点击"发送"按钮或按Enter键
4. 等待AI助教回复(支持LaTeX公式显示)
#### 3.4.3 可提问的内容
- **概念解释**"什么是传递函数?"
- **公式推导**:"如何计算二阶系统的超调量?"
- **例题讲解**:"如何用劳斯判据判断稳定性?"
- **知识点讨论**:"PID控制器的三个参数分别有什么作用?"
#### 3.4.4 示例问题
```text
1. 什么是增益裕度和相角裕度?
2. 如何从根轨迹图判断系统的稳定性?
3. 解释一下Nyquist稳定判据
4. 二阶系统的阻尼比对响应有什么影响?
```
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## 四、常用传递函数示例
### 4.1 一阶系统
```text
分子: 1
分母: 1,1
```
传递函数:$G(s) = \frac{1}{s+1}$
### 4.2 二阶欠阻尼系统
```text
分子: 1
分母: 1,2,1
```
传递函数:$G(s) = \frac{1}{s^2+2s+1}$
### 4.3 二阶无阻尼系统
```text
分子: 4
分母: 1,0,4
```
传递函数:$G(s) = \frac{4}{s^2+4}$
### 4.4 三阶系统
```text
分子: 1
分母: 1,6,11,6
```
传递函数:$G(s) = \frac{1}{s^3+6s^2+11s+6}$
---
## 五、使用技巧与建议
### 5.1 推荐做法
1. **先显示传递函数** - 确认输入正确再进行分析
2. **对比不同参数** - 修改系数观察系统特性变化
3. **结合AI问答** - 不理解的地方随时提问
4. **多尝试示例** - 从简单系统开始,逐步深入
### 5.2 常见问题及解决方法
**问题1:输入后没有反应**
- 检查输入格式:系数之间用英文逗号分隔
- 确保分子和分母都已输入
**问题2:图表显示异常**
- 刷新页面重试
- 检查传递函数的阶数是否合理(分母阶数≥分子阶数)
**问题3AI回答不准确**
- 尝试更具体地描述问题
- 问题中包含关键词和背景信息
**问题4:在线人数显示说明**
- 页面顶部显示当前有多少同学在线使用平台
- 每10秒自动更新
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## 六、学习建议
### 6.1 时域分析练习方向
1. 对比一阶和二阶系统的响应差异
2. 观察阻尼比对超调量的影响
3. 分析零点对系统响应的作用
### 6.2 频域分析练习方向
1. 调整增益K,观察稳定裕度变化
2. 找出系统临界稳定的增益值
3. 理解Bode图和Nyquist图的关系
### 6.3 根轨迹分析练习方向
1. 找出根轨迹的分离点
2. 确定系统稳定的增益范围
3. 观察主导极点的移动规律
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## 七、系统要求
### 7.1 设备要求
- **浏览器**: Chrome 90+、Edge 90+、Firefox 88+
- **网络**: 稳定的互联网连接
- **屏幕分辨率**: 建议 1366×768 及以上
### 7.2 网络要求
- 可访问校园网或互联网
- 建议带宽不低于2Mbps
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## 八、技术支持
**联系方式**:
- 邮箱: pengfeiwei@nwpu.edu.cn
- 机构: 西北工业大学
- 负责人: 魏鹏飞
**说明**:
- 课程相关问题:请联系任课教师或助教
- 平台技术问题:请通过上述邮箱反馈
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## 九、附录
### 9.1 平台特色功能
1. **实时在线人数统计** - 页面顶部显示当前在线用户数
2. **自动保存会话** - AI问答记录自动保存
3. **LaTeX公式支持** - 完美显示数学公式
4. **响应式设计** - 适配不同屏幕尺寸
### 9.2 更新说明
- 版本: v1.1.0
- 更新日期: 2025年10月19日
- 主要更新: 新增实时在线人数统计功能