自动控制原理课件

自动控制原理课件Tag内容描述：<p>1、自动控制理论 绪 论 一、本课程的性质任务特点及学习方法 1、性质：电类各专业重要专业基础课（考试课） 2、任务：基本概念、组成、原理、分析、设计方法，培养工 程观，系统观，为学习后续课程，也为今后从事科研、工程 技术工作打基础。 3、特点：理论性、实践性、系统性、逻辑性、趣味性都很强 ，较抽象，涉及数学知识面广，难度较大。 4、学习方法：理论联系实际，主观能动，系统钻研。 淡化数学推导和证明，复杂的运算和计算用计算机来做（ MATLAB/SIMULINK仿真） 二、课程内容，学时安排 1、总课时88课时，其中理论课78课时 2、实验。</p><p>2、大学本科课程 -自动控制原理 第四章 根轨迹法 设一单位负反馈系统的开环传递 函数为 G(s)=K(s+1)/s(0.5s+1),求 时的闭环根轨迹。 例43 解：解：将开环传递 函数写成零、极点形式 最后绘绘制出根轨轨迹如图图47所示。 n 法则一，有两条根轨迹； n 法则二，根轨迹连续且对称于实轴； n 法则三，两条根轨迹分别起始于开环极点0、 2，一条终于有限零点1，另一条趋于无穷远 处； n 法则四，在负实轴 上， 1 到0区间和负无穷 到2区间是根轨迹。 按绘制根规迹法则逐步进行： 图47 例43根轨 迹 根轨轨迹离开开环环复数极点处处的切线线方向与正实。</p><p>3、第五章 非线性控制系统,主要内容： 一、非线性控制系统概述 二、描述函数法 三、相平面法,5.1 概 述,一、非线性控制系统的定义,1、非线性系统：所谓非线性系统，是指用非线性代数方程和（或）非线性微分（差分）方程描述的系统。 2、非线性控制系统：当非线性系统中引入控制变量时，称之为非线性控制系统。,二、典型的非线性特性及其影响,1、死区特性：又称不灵敏区。,对系统性能的影响： 1）死区的存在相当于降低了系统的开环增益，从而提高了系统的稳定性，减弱了过渡过程的震荡性； 2）死区增大了系统的静态误差； 3）死区能滤除在输入。</p><p>4、自动控制原理,电子与信息工程学院,第一章,自动控制系统的基本概念,掌握开环控制，闭环控制，控制装置，被控对象的基本概念； 掌握控制系统的基本原理和组成，控制系统的类型； 掌握对控制对象的基本要求。,本章要点,1.1 自动控制系统的一般概念 1.2 自动控制的基本方式 1.3 自动控制系统的基本组成和分类 1.4 自动控制系统的性能指标 1.5 自动控制课程的主要任务 小 结,主要内容,一、什么是自动控制? 自动控制就是在没有人直接参与的情况下,利用控制装置使被控对象中某一物理量或数个物理量准确地按照预定的要求规律变化。 自动控制和人工。</p><p>5、主要内容主要内容 : 5.2 5.2 开环频率特性的绘开环频率特性的绘开环频率特性的绘开环频率特性的绘 制制制制 谐振频率谐振频率 带宽频率带宽频率 截止频率截止频率 相位裕度相位裕度 谐振峰值谐振峰值 超调量超调量 调节时间调节时间 谐振峰值谐振峰值 超调量超调量 调节时间调节时间。</p><p>6、第7章 采样控制系统,本章学习目标 7.1 采样控制系统的基本概念 7.2采样控制系统的数学基础 7.3 采样控制系统的时域分析 本章小结,6.1系统校正基础,一、校正问题的提出 二、控制系统的性能指标 三、校正的方式 四、校正的本质 五、校正装置的设计方法,7.1 采样控制系统的基本概念,一、采样脉冲控制系统 二、采样数字控制系统 三、采样过程与采样定理 四、采样信号的复现,一、采样脉冲控制系统,二、采样数字控制系统,三、采样过程与采样定理,四、采样信号的复现,7.2采样控制系统的数学基础,一、z变换 二、差分方程 三、脉冲传递函数,二、差。</p><p>7、第八章 状态空间分析法,8.1 概 述,在经典控制理论中，用传递函数来设计和分析单输入单输出系统。但传递函数只能反映出系统输出变量与输入变量之间的外部关系，而了解不到系统内部的变化情况。此外，传递函数描述又是建立在零初始条件的前提下，故它不能包含系统的全部信息。在设计多变量和时变系统时，采用经典控制理论会遇到很大的困难。,经典控制理论:,以微分方程和传递函数为数学基础 主要研究单输入、单输出的线性定常系统 主要方法是频率特性法和根轨迹法 传递函数对处于系统内部的变量不便描述， 对某些内部变量不能描述 对于时变系。</p><p>8、自动控制原理 第5章频域分析法,专业基础课之一,邓晓刚 信息与控制工程学院自动化系,第5章 频域分析法,5-1 频率特性的基本概念 5-2 典型环节的频率特性 5-3 开环幅相频率特性分析 5-4 奈奎斯特判据 5-5 稳定裕度 5-6 闭环系统频率特性分析,研究背景 时域分析t、复域分析s、频域分析w 频域分析法 应用频率特性研究线性系统的经典方法称为频域分析法 控制系统中的信号可表示为不同频率正弦信号的合成 不同频率正弦信号的响应反映了系统性能，根据频率特性分析系统的性能,特点 (1)具有明确的物理意义，可以用实验方法获得，对于难以列写微分方。</p><p>9、1,自动控制原理,河池学院物电系,2,自动控制原理教材,1.自动控制原理 科学出版社 胡寿松 (推荐教材) 2.控制理论基础 科学出版社 王显正等 3.自动控制系统 高教出版社 汪小帆等 4.Automatic Control SystemBenjamin C. Kuo （高教出版社 ）,3,例1.1 热力系统 通过调节蒸汽阀门，使流出的热水 保持一定的温度。如果由手工控制，就要求控制者观测温度计的指示值，调节阀门开关的开度。调节方法为：如果温度计的指示值高于期望值，则关小阀门，降低热水温度；否则，开大阀门，升高热水温度，从而使流出的热水保持设定的温度。,11 概述,4,例1.2 。</p><p>10、2019/4/19,电子信息工程学院,1,第二章 控制系统的数学描述,2.1 引言 2.2 控制系统的时域数学模型 2.3 控制系统的复数域数学模型 2.3 控制系统的结构图 2.4 信号流图和梅逊公式,2019/4/19,电子信息工程学院,2,2.1 引言,首先要解决的三个问题： 1、什么是系统（元件）的数学模型？ 2、为什么要建立系统（元件）的数学模型？ 3、建立系统数学模型的方法？ 4、控制系统数学模型的具体形式？,控制系统的数学描述即控制系统的数学模型,2019/4/19,电子信息工程学院,3,1、什么是系统（元件）的数学模型？,数学模型：描述系统（或元件）的动态特性。</p><p>11、1,第五章 线性系统的校正,5.1 基本概念 5.2 基本PID控制算法 5.3 PID参数对控制性能的影响 5.4 PID参数确定,2,设计一个自动控制系统一般经过以下三步: 根据任务要求，选定控制对象； 根据性能指标的要求，确定系统的控制规律，并设计出满足这个控制规律的控制器，初步选定构成控制器的元器件； 将选定的控制对象和控制器组成控制系统，如果构成的系统不能满足或不能全部满足设计要求的性能指标，还必须增加合适的元件，按一定的方式连接到原系统中，使重新组合起来的系统全面满足设计要求。,能使系统的控制性能满足控制要求而有目的地增添。</p><p>12、第七章 采样数据控制系统分析,7.1 概 述,一、采样控制系统 采样控制系统，又称断续控制系统、离散控制系统，它是建立在采样信号基础上的。 如果控制系统中有一处或几处信号是断续的脉冲或数码，则这样的系统称为离散系统。 通常，把系统中的离散信号是脉冲序列形式的离散系统，称为采样控制系统； 而把数字序列形式的离散系统，称为数字控制系统或计算机控制系统。,采用采样控制：,工业炉的温度自动控制系统的框图：,二、数字控制系统,数字控制系统是一种以数字计算机或微处理器控制具有连续工作状态的被控对象的闭环控制系统。因此，数字。</p>