自动控制系统概述

第一章自动控制系统的基本概念第一节开环控制和闭环控制,说明：以后的控制系统即自动控制系统。,一开环控制和开环控制系统,例：直流电动机调速系统,*开环控制系统：信号单方向传递，输出量对输入量没有影响。这种控制方式称为开环控制。,*为实现对系统输出量的控制，依据经验、工艺、条件等建立控制量与被输出量的一一对应关系。,*系统出现干扰，被控参数将偏离给定值，系统抗干扰性差。控制精度也不高。,二闭环控制和闭环控制系统,引进具有负反馈的闭环控制系统,*闭环（偏差）控制系统：把输出量直接或间接地送回到输入端形成闭环，使输出量参与系统的控制。,*系统的结构特点决定了它对干扰具有抑制能力。,闭环控制系统举例：直流电动机调速系统,系统自动调节过程：nub(ug-ub)udn,第二节闭环控制系统的组成和基本环节,一般控制系统的基本环节组成,控制对象或调节对象执行机构：直接作用于控制对象，使被控量发生变化。检测装置或传感器：其职能是测量被控制的物理量;给定环节：其职能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即给定量）。比较环节：把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的给定量进行比较，求出它们之间的偏差。中间环节：将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。（校正环节：亦称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善系统性能。）,自动控制系统由单输入-输出系统发展为多输入-输出系统，由连续控制系统发展为由计算机控制的数字控制系统。分类多种多样。,本节只对经常讨论并且能够反映自动控制系统本质的几类系统进行概括讲解。,一线性和非线性系统,二连续数据系统和离散数据系统,三恒值系统、随动系统和程序控制系统,本书着重以单输入单输出线性定常的、恒值系统和随动系统为例，阐明自动控制系统的基本原理。,第三节自动控制系统的类型,按控制方式分,按元件类型分,按系统功用分,按系统性能分,按给定量变化规律分,第四节自动控制系统的性能指标,自动控制系统的暂态品质和稳态性能用稳定性、稳态性能和暂态性能衡量。,对自动控制系统性能的基本要求：,一稳定性,1对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。2对随动系统，被控制量始终跟踪参据量的变化。稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性，通常由系统的结构决定与外界因素无关。,二稳态性能指标（准确性）,稳态误差：系统从一个稳态过渡到新稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统可能出现的偏差。它用来表示一个反馈系统的稳态性能。反映稳态精度，表明系统控制的准确程度。,用稳态误差来表示。,三暂态性能指标（快速性）,暂态性能指标：系统从一个稳态过渡到新稳态，都需要经过一段时间，亦即需要经过一个过渡过程，表征这个过渡过程性能的指标。,看图1.10系统对突加给定信号的动态相应曲线!,1最大超调量,暂态性能指标：,3过渡（调节）时间,2上升时间,4振荡次数,上升时间（RiseTime）：响应曲线从稳态值的10%上升到90%，所需的时间。上升时间越短，响应速度越快,调节时间（SettlingTime）：响应曲线达到并永远保持在一个允许误差范围内，所需的最短时间。用稳态值的百分数（通常取5%或2%）作，,峰值时间（PeakTime）：响应曲线达到超调量的第一个峰值所需要的时间。,延迟时间（DelayTime）：响应曲线第一次达到稳态值的一半所需的时间。,评价系统的响应速度；,同时反映响