《机械控制工程概论》PPT课件.ppt

1、a,1,机械控制工程,a,2,课程说明,重要性 学习方法（左脑、右脑） 作业（讨论、独立完成） 考试,a,3,第 1 课 概 论,1.1 控制理论的应用 1.2 控制系统的原理与组成 1.3 控制系统类型和要求 1.4 控制系统的例子,a,4,1.1 控制理论的应用,自动控制： 在没有人参与的情况下，利用控制装置，使被控对象的参数自动地按照预定的规律运行。,控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。,a,5,控制理论是一门交叉学科 控制理论的基础包括复数理论 、信号理论、系统理论、矩阵理论等。 控制理论来源于许多学科，并应用于众多领域。,a,6,控制理论的应用领域 1）航空航天 2）导弹制导

2、3）机器人,a,7,现代机器制造业,磁盘控制,其他应用领域,a,8,历史的回顾,1788，瓦特的飞球式调速器,a,9,1868，Maxwell的“论调节器”分析了稳定性问题 1877-1893，Routh的稳定性判据和Lyapunov对运动稳定性的研究 1927，Black提出反馈放大器 1932，Nyquist的频率响应方法,a,10,二次世界大战，自动驾驶仪、火炮定位、雷达跟踪等军用装备的研究推动了发展。 1948，Evans的根轨迹方法 1948，维纳发表了控制论,a,11,50年代末，最优控制的研究 60年代，现代控制理论发展 80年代，鲁棒控制,a,12,1.2 控制系统的原理与组成

3、,速度控制系统,观测,偏差,执行,a,13,恒温箱自动控制系统,a,14,恒温箱自动控制系统框图,a,15,控制系统工作原理,检测系统的输出量或被控制量 将实际值和给定值进行比较 用偏差产生控制作用,a,16,控制系统的基本组成,a,17,典型反馈控制系统框图,a,18,重要术语,输入信号(控制信号、参考信号） 输入到系统中的信号 输出信号（被控量） 被控对象的实际输出，是被控量 反馈信号 系统输出端的信号，经变换后加到输入端的信号,a,19,偏差信号 系统控制信号与反馈信号之差 误差信号 系统输出实际值与希望值之差,a,20,闭环控制和开环控制对比,闭环控制系统（反馈控制系统）： 将输出量和

4、输入量进行比较，将偏差送到控制器，以便减少误差达到希望的值。 开环控制系统： 系统的输出对控制作用没有影响。,a,21,开环控制系统的优缺点： （1）构造简单，维护容易 （2）成本较低 （3）不存在稳定性问题 （4）扰动和标度变化将引起误差,a,22,闭环控制系统的优缺点： （1）构造复杂 （2）成本较高 （3）能克服扰动和参数变化的影响 （4）存在稳定性问题,？,a,23,1.3 控制系统的基本要求与类型,稳定性: 系统正常工作的首要条件。 快速性: 系统的动态性能指标。 准确性: 稳态值与期望值的一致程度。,基本要求,a,24,被控物理量 （位置控制、速度控制、温度控制） 物理量变化规律 （恒值控制、程序控制、伺服控制） 信号的性质 （连续控制、离散控制） 执行部件 （电机控制、液压控制、气动控制）,分 类,a,25,1.4 控制系统的例子,离心调速器 （调节系统） 飞机的姿态控制 工业机器人 （伺服控制） 自动导引车,a,26,离心调速器,a,27,速度控制系统,速度控制系统,速度设定,增加,转速下降,增加,a,28,系统框图,扰动,偏差,a,29,飞机自动驾驶系统,保持飞机姿态 辅助操纵飞机,a,30,扰动,a,31,工业机器人,讨论：,a,32,自动导引车,a,33,Bett