自动控制原理 胡松涛 第一章

Xi’anPolytechnicUniversity自动控制原理

电子信息学院控制系郭亚青4/30/20241

自动控制原理运动控制过程控制计算机控制控制系统仿真现代控制理论——学科根底课！课程性质4/30/20242获得自动控制系统的根本理论；掌握分析和综合自动控制系统的根本方法；具有初步的系统实验根本技能；为设计自动控制系统打下坚实的根底。课程任务4/30/20243理论性很强，同时注重结合工程实践。微积分（含微分方程）电机与拖动模拟电子技术线性代数电路理论信号与系统自动控制理论复变函数、拉普拉斯变换大学物理（力学、热力学）课程特点4/30/20244控制器减速器电动机电位器浮子用水开关Q2Q1cifSM4/30/20247自动控制——是指没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置〔控制装置或控制器〕，使机器、设备或生产过程〔被控对象〕的某个工作状态或参数〔被控量〕自动地按照预定的规律〔给定量〕运行。自动控制系统＝被控对象＋控制器被控量〔输出量〕给定量〔输入量〕扰动量：①影响被控量②不希望，却无法防止。4/30/20248公元前我国的自动计时漏壶公元132年张衡研制的候风地动仪1-1.2自动控制科学(1)4/30/20249公元235年马钧研制出能自动指示方向的指南车

1-1.2自动控制科学(2)4/30/2024101-1.2自动控制科学(3)1788年英国Watt创造的控制蒸汽机速度的离心式调速器4/30/2024111913年美国建成最早的汽车装配流水线1952年美国MIT研制出第一台数控机床

1-1.2自动控制科学(4)4/30/2024121954年第一台工业机器人

1981年美国“哥伦比亚〞号航天飞机首次发射成功1-1.2自动控制科学(5)4/30/202413装配机器人汽车自动焊接生产线1-1.2自动控制科学(6)4/30/202414自动立体仓库1-1.2自动控制科学(7)4/30/202415注塑机自动搬运车1-1.2自动控制科学(8)4/30/202416机器人足球比赛月球车1-1.2自动控制科学(9)4/30/202417机器人干活机器人跳舞1-1.2自动控制科学(10)4/30/2024181-1.2自动控制科学(11)无人驾驶汽车空中飞艇4/30/202419哈勃望远镜－特殊卫星中巴资源卫星——控制其准确地进入预定轨道运行并回收1-1.2自动控制科学(13)4/30/202420——按预定轨迹飞行1-1.2自动控制科学(14)4/30/202421制导导弹——瞄准目标1-1.2自动控制科学(15)4/30/2024221-1.2自动控制科学(16)——搜索目标4/30/2024231-1.2自动控制科学(17)自动调节原理〔20世纪以前〕反响理论经典控制理论(20世纪初)时域法复域法(根轨迹法)频域法

现代控制理论(20世纪60年代)线性系统自适应控制最优控制鲁棒控制最正确估计容错控制系统辨识集散控制大系统复杂系统智能控制理论(20世纪70年代)专家系统模糊控制神经网络遗传算法4/30/2024241-1.3反响控制原理构成负反响〔形式〕按偏差控制〔实质〕【理解】将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，到达减小偏差、消除偏差的目的。4/30/2024251-1.4反响控制系统的根本组成4/30/202426电压放大功率放大SMif负载n+-u0ua+-电压放大功率放大电动机uau0n方框图：一般形式：控制器被控对象给定量被控量1-1.5自动控制系统根本控制方式〔开环控制〕4/30/202427闭环控制电压放大功率放大SM负载n+-u0ua+-TGutue+-电压放大功率放大电动机uau0n方框图电位器测速电机ueut被控量控制器被控对象给定量检测装置4/30/202428被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置扰动量按输入补偿按扰动补偿复合控制4/30/202429按扰动补偿复合控制电压放大功率放大SM负载n

u0uaueTGut+-电压放大RiubuRucuvn功放电动机u0测速电机补偿装置负载转矩压放ueutuvuRubuauc4/30/2024301-3自动控制系统的分类开环控制闭环控制复合控制按控制方式分机械系统电气系统机电系统液压系统气动系统生物系统按元件类型分按系统性能分线性系统非线性系统连续系统定常系统时变系统确定性系