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# 自动控制理论AI+数智平台 - 学生使用指南
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## 一、平台访问
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**平台地址**: http://182.148.54.29:7860/
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**推荐浏览器**: Chrome、Edge 或 Firefox 最新版本
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## 二、平台功能简介
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本平台是《自动控制理论》课程的配套学习工具，提供五大核心功能：
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1. **时域分析** - 分析系统的阶跃响应和脉冲响应
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2. **频域分析** - 绘制Bode图和Nyquist图，分析系统稳定性
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3. **根轨迹分析** - 观察增益变化对系统极点的影响
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4. **算例演示** - 基于完整混动发动机模型的参数化仿真
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5. **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
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### 3.1 时域分析
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#### 3.1.1 功能说明
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输入系统的传递函数，查看系统的时域响应特性。
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#### 3.1.2 使用步骤
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1. 点击顶部"时域分析"标签页
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2. 在左侧输入框中输入：
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- **分子系数**：例如 `1` 或 `1,2,3`（用逗号分隔）
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- **分母系数**：例如 `1,6,11,6`（从最高次项到常数项）
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3. 点击"显示传递函数"按钮查看数学公式
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4. 点击"开始分析"按钮生成响应曲线
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#### 3.1.3 输出结果
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- **左图**：单位阶跃响应曲线
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- **右图**：单位脉冲响应曲线
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- **性能指标**：上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等
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#### 3.1.4 示例输入
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```text
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分子系数: 1
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分母系数: 1,2,1
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```
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这是一个典型的二阶系统：$G(s) = \frac{1}{s^2+2s+1}$
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### 3.2 频域分析
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#### 3.2.1 功能说明
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通过Bode图和Nyquist图分析系统的频率特性和稳定性。
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#### 3.2.2 使用步骤
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1. 点击顶部"频域分析"标签页
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2. 输入传递函数的分子和分母系数（同时域分析）
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3. 拖动"对数增益 log₁₀(K)"滑块，调整系统增益
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4. 观察右侧的Bode图和Nyquist图实时变化
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#### 3.2.3 输出结果
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- **Bode图**：幅频特性和相频特性曲线
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- **Nyquist图**：极坐标表示的频率响应
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- **稳定裕度**：增益裕度(GM)和相角裕度(PM)
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- **稳定性评估**：系统是否稳定的判断结果
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#### 3.2.4 稳定性判断标准
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- GM > 0 dB 且 PM > 0° → **系统稳定**
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- GM < 0 dB 或 PM < 0° → **系统不稳定**
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### 3.3 根轨迹分析
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#### 3.3.1 功能说明
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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。
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#### 3.3.2 使用步骤
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1. 点击顶部"根轨迹"标签页
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2. 输入开环传递函数的分子和分母系数
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3. 拖动"对数增益 log₁₀(K)"滑块
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4. 观察极点位置的实时变化
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#### 3.3.3 输出结果
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- **根轨迹图**：蓝色曲线表示极点运动轨迹
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- **当前极点**：红色×标记表示当前增益K下的闭环极点位置
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- **极点坐标**：实部和虚部的具体数值
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#### 3.3.4 稳定性判断标准
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- 极点在左半平面（实部 < 0）→ **稳定**
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- 极点在虚轴上（实部 = 0）→ **临界稳定**
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- 极点在右半平面（实部 > 0）→ **不稳定**
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### 3.4 算例演示
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#### 3.4.1 功能说明
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通过完整混动模型进行系统级算例仿真，输出图文结果用于教学演示与参数对比。
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#### 3.4.2 使用步骤
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1. 点击顶部"算例演示"标签页
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2. 设置工况模板与参数：
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- 仿真时长、仿真步长
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- 初始SOC、初始发动机功率
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- 目标转速缩放系数、负载转矩缩放系数
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3. 点击"运行混动算例"
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4. 查看三联图、结果解读与关键时刻数据表
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#### 3.4.3 输出结果
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- **推进轴转速响应图**：目标与实际转速跟踪
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- **功率分配图**：电机需求、发动机输出、电池功率
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- **电气状态图**：母线电压与SOC
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- **结果解读**：最大转速误差、SOC变化、平均功率、平均燃油流量
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#### 3.4.4 结果解释要点
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- 仿真时长是模型时间，不等于程序实际等待时间
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- 电池功率正值表示放电，负值表示充电
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- 输入超限时会自动裁剪到安全范围
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### 3.5 AI智能问答
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#### 3.4.1 功能说明
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随时向AI助教提问自动控制理论相关的问题。
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#### 3.4.2 使用步骤
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1. 点击顶部"智能问答"标签页
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2. 在底部输入框输入你的问题
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3. 点击"发送"按钮或按Enter键
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4. 等待AI助教回复（支持LaTeX公式显示）
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#### 3.4.3 可提问的内容
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- **概念解释**："什么是传递函数？"
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- **公式推导**："如何计算二阶系统的超调量？"
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- **例题讲解**："如何用劳斯判据判断稳定性？"
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- **知识点讨论**："PID控制器的三个参数分别有什么作用？"
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#### 3.4.4 示例问题
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1. 什么是增益裕度和相角裕度？
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2. 如何从根轨迹图判断系统的稳定性？
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3. 解释一下Nyquist稳定判据
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4. 二阶系统的阻尼比对响应有什么影响？
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```
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## 四、常用传递函数示例
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### 4.1 一阶系统
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```text
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分子: 1
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分母: 1,1
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```
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传递函数：$G(s) = \frac{1}{s+1}$
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### 4.2 二阶欠阻尼系统
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```text
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分子: 1
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分母: 1,2,1
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```
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传递函数：$G(s) = \frac{1}{s^2+2s+1}$
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### 4.3 二阶无阻尼系统
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```text
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分子: 4
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分母: 1,0,4
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```
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传递函数：$G(s) = \frac{4}{s^2+4}$
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### 4.4 三阶系统
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```text
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分子: 1
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分母: 1,6,11,6
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```
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传递函数：$G(s) = \frac{1}{s^3+6s^2+11s+6}$
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## 五、使用技巧与建议
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### 5.1 推荐做法
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1. **先显示传递函数** - 确认输入正确再进行分析
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2. **对比不同参数** - 修改系数观察系统特性变化
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3. **结合AI问答** - 不理解的地方随时提问
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4. **多尝试示例** - 从简单系统开始，逐步深入
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### 5.2 常见问题及解决方法
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**问题1：输入后没有反应**
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- 检查输入格式：系数之间用英文逗号分隔
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- 确保分子和分母都已输入
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**问题2：图表显示异常**
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- 刷新页面重试
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- 检查传递函数的阶数是否合理（分母阶数≥分子阶数）
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**问题3：AI回答不准确**
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- 尝试更具体地描述问题
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- 问题中包含关键词和背景信息
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**问题4：在线人数显示说明**
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- 页面顶部显示当前有多少同学在线使用平台
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- 每10秒自动更新
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## 六、学习建议
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### 6.1 时域分析练习方向
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1. 对比一阶和二阶系统的响应差异
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2. 观察阻尼比对超调量的影响
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3. 分析零点对系统响应的作用
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### 6.2 频域分析练习方向
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1. 调整增益K，观察稳定裕度变化
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2. 找出系统临界稳定的增益值
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3. 理解Bode图和Nyquist图的关系
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### 6.3 根轨迹分析练习方向
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1. 找出根轨迹的分离点
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2. 确定系统稳定的增益范围
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3. 观察主导极点的移动规律
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## 七、系统要求
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### 7.1 设备要求
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- **浏览器**: Chrome 90+、Edge 90+、Firefox 88+
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- **网络**: 稳定的互联网连接
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- **屏幕分辨率**: 建议 1366×768 及以上
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### 7.2 网络要求
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- 可访问校园网或互联网
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- 建议带宽不低于2Mbps
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## 八、技术支持
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**联系方式**:
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- 邮箱: pengfeiwei@nwpu.edu.cn
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- 机构: 西北工业大学
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- 负责人: 魏鹏飞
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**说明**:
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- 课程相关问题：请联系任课教师或助教
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- 平台技术问题：请通过上述邮箱反馈
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## 九、附录
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### 9.1 平台特色功能
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1. **实时在线人数统计** - 页面顶部显示当前在线用户数
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2. **图文联动演示** - 算例演示支持图、表、文本同步展示
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3. **LaTeX公式支持** - 完美显示数学公式
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4. **响应式设计** - 适配不同屏幕尺寸
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### 9.2 更新说明
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- 版本: v1.2.0
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- 更新日期: 2026年4月7日
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- 主要更新: 新增算例演示模块与完整混动模型联动
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