《机械工程控制基础》(杨叔子主编)第一章+绪论.ppt

1,2,参考教材： 陈康宁 机械工程控制基础 西安交通大学 胡寿松 自动控制原理（第四版）科学出版社 梅晓榕 自动控制原理 科学出版社,3, 绪论 系统性能指标与校正 系统的数学模型 非线性系统初步 系统时间响应分析 线性离散系统初步 系统频率特性分析 系统辨识初步 系统的稳定性,课程的主要内容：,4,1、理论形成的背景 1765年，瓦特(英国Watt，1736 - 1819 )发明蒸汽机，工业与军事的需要，电子技术的发展， ，推动了控制理论的不断地向前发展。 2、控制理论创始人：（美）维纳（Wiener） P15 3、代表人物：劳斯（Routh) ，胡尔维茨(Hurwitz）， 奈奎斯特（Nyquist），李雅普诺夫, 扎德(Zadeh) ,傅京孙等.,引言 (Introduction),5,4、自动控制理论的发展 1）经典控制理论(20世纪4060年代): 研究对象: 单输入单输出(SISO)、线性定常系统; 研究方法: 传递函数、根轨迹、频率特性 2）现代控制理论(20世纪6070年代): 研究对象: 多输入多输出(MIMO)、非线性、时变系统; 研究方法: 状态空间法. 3）智能控制与大系统理论(20世纪70年代-): 研究对象: 多输入多输出(MIMO)、非线性、时变复杂系统; 研究方法: 模糊规则、神经网络模型等智能方法.,引言 (Introduction),6,5、重要概念 控制：就是对对象施加某种操作，使其产生所期望的行为。 自动控制: 指在没有人直接参与的情况下,利用控制器(控制装置),使被控对象(或过程)的被控量(物理量或状态)自动地按照预定的规律运行.,引言 (Introduction),7,8,共同的本质特点： 通过信息的传递、处理与反馈进行控制。,9,第一章 绪 论, 机械工程控制论的研究对象与任务 系统及其模型 反馈 系统的分类及对控制系统的基本要求 机械制造的发展与控制论的应用 控制理论发展的简单回顾 本课程的特点与学习方法,10,机械工程控制论 研究的是机械工程中广义系统的动 力学问题。 1、系统（广义系统） 2、动力学问题,11,12,P4,13,14,15,16,对于上例需要研究的问题归为三大类：,17,P4,18,反 馈,系统的输出，不断地、直接或间接地、全部或部分地反过来用于控制系统的输入，这个过程称为反馈。,反馈在自然界，人类社会，人的本身、工程等方面，无不存在。,概念：,19,（习题1.12）,20,(P10),21,22,负载，有牵连,23,24,运算放大,执行,被控对象,检测,比较,控制器,控制部分,被控部分,以发动机离心调速系统为例： 被控对象：发动机 被控量：转速w 被控量的目标值设定：预紧弹簧设定,反馈控制系统的组成及其框图,25,特点：利用偏差控制系统的输出,给定环节：它是给出输入信号的环节，用于确定被控对象的目标值（给定值，系统的输入量） 希望被控对象按照给定的输入信号而有规律运动。,反馈控制系统的组成及其框图,26,反馈控制系统的组成及其框图,测量环节：它用于测控被控变量，并将被控变量转换为便于传送的另一个物理量（一般为电量）,比较环节：在这个环节中，输入信号 与测量环节发出来的有关被控变量 的反馈量 相比较，并得到一个小功率的偏差信号 。 偏差信号是比较环节的输出。,27,反馈控制系统的组成及其框图,放大及运算环节：为了实现控制，要将偏差信号作必要的校正，然后进行功率放大，以便于推动执行环节。如：电流放大，电器液压放大等。 执行环节：它接收放大环节送来的控制信号，驱动被控对象按照预期的规律运行。,28,反馈控制系统的组成及其框图,29,对控制系统，可从不同的角度加以分类,开环控制系统和闭环控制系统,30,对控制系统，可从不同的角度加以分类,31,对控制系统，可从不同的角度加以分类,32,对控制系统，可从不同的角度加以分类,3.,4.,若系统的输入量和输出量都是时间的连续函数，则称其为连续系统。 若系统中信号有一处和一处以上为离散的时间函数，则称其为离散系统。,33,对控制系统，可从不同的角度加以分类,可用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 如果微分方程的系数全为常数，则称为线性定常系统。否则称为线性时变系统。 用非线性方程描述的系统称为非线性系统。,34,对控制系统，可从不同的角度加以分类,35,对控制系统的基本要求,稳快准,36,1.5 机械制造的发展与控制理论的应用(自学) 1.6 控制理论发展的简单回顾(自