自动控制原理(绪论)课件

1、自动控制原理主讲教师：曾野第一章 自动控制的一般概念自动调节阀控制器浮子控制任务：让液位H保持在H0不变Q2阀门水箱Q1HH=H0?自动控制？在没有人的直接参与下，利用自动控制装置对被控对象的某些物理量进行控制，使其达到希望的值或保持希望的运动规律。flash1flash2自动控制？飞机导航系统无人驾驶飞机按预定轨迹飞行自动控制？制导导弹 人造地球卫星自动控制？工业自动生产线被普遍认为是最早应用于工业过程的反馈控制器。自动化（Automation)自动化涉及的理论基础：控制论、信息论、系统论。 自动化的基础是信息，核心是控制，立足在系统。 控制论：利用信息进行调节和控制的科学 工程控制论 钱学

2、森工程控制论1954年 生物控制论 经济控制论 . 本书研究内容：经典控制理论液位控制系统自动调节阀控制器浮子控制任务：让液位H保持在H0不变Q2阀门水箱Q1HH=H0?几个名词：被控对象：需要进行控制的机器、设备或生产过程。被控量（输出）：需要控制的、表征被控对象工作状态的 物理量。给定值（参考输入）：生产过程中，对被控量的希望值。干扰：使被控量偏离希望值的因素。外部作用自动控制方式？根据控制信号的来源不同，可以分为以下三种控制结构：输出计算执行被控对象干扰控制装置输入控制量按给定值控制：按干扰补偿：输出计算执行被控对象干扰控制装置测量控制量按偏差调节：输出比较、计算执行被控对象测量干扰控制

3、装置输入控制量自动控制方式：1.开环控制方式：按给定值控制、按干扰补偿2.闭环控制方式（反馈控制）：按偏差调节基本控制方式3.复合控制方式：按输入补偿、按干扰补偿 复合控制方式控制装置补偿装置被控对象输出干扰输入干扰控制装置补偿装置被控对象输出输入按输入补偿的复合控制按干扰补偿的复合控制谷物湿度控制系统控制任务：保持输出谷物湿度为给定值干扰调节器自动阀门谷物输出谷物的湿度湿度测量湿度测量输出谷物湿度的希望值位置随动控制系统桥式电位计放大器电动机减速器工作机械手柄控制任务：要求工作机械的角位置c跟随给定角位置r电动机调速系统放大器控制任务：保持电动机恒速运行控制系统的时间响应过程系统受到外部作用

4、（给定值或干扰）后，被控量（输出）随时间变化的全过程称为系统的时间响应过程c(t) 。控制系统动态过程（瞬态过程）稳态过程控制系统的性能要求?-稳、快、准不同控制系统的时间响应过程比较考虑 时：对控制系统要求：稳、快、准稳定性 稳定性是保证系统正常工作的先决条件。一个稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差应随时间的增长逐渐减小或趋于零。也就是说，控制器的控制作用应使误差逐渐减小。若控制不当，使误差逐渐变大，就形成了不稳定的控制系统，不稳定的控制系统是不能正常工作的。 快速性 为了很好完成控制任务，控制系统仅仅满足稳定性要求是不够的，还必须对其过渡过程的形式和快慢提出要求。 准确性 当过渡

5、过程结束后，被控量达到的稳态值（即平衡状态）应与期望值一致。被控量的稳态值与期望值之间的误差称为稳态误差。稳态误差是衡量控制系统控制精度的重要标志。 按照描述系统的数学模型： 线性系统 ： 时变系统、定常系统 非线性系统按照系统传递的信号的性质： 连续控制系统 离散控制系统按照系统输入信号的变化规律： 随动控制系统（伺服系统） 恒值控制系统（镇定系统、调节系统） 程序控制系统另外： 按控制方式可分为开环控制、闭环控制、复合控制等； 按元件类型可分为机械系统、电气系统、液压系统、气动系统等； 按系统功用可分为温度控制系统、压力控制系统、位置控制系统等； 按系统性能可分为集总参数系统和分布参数系统

6、、确定系统和不确定系统等；控制系统的分类？线性连续系统： 这类系统可用线性微分方程描述，其一般形式为： 式中，c(t)是被控量，r(t)是输入量。系数a0、a1、，b0、b1、为常数时，系统称为线性定常系统，系数a0、a1、，b0、b1、随时间而变时，系统称为线性时变系统。 线性离散系统： 离散系统是指系统的某处或多处的信号为脉冲序列或数码形式，因而信号在时间上是离散的。这类系统可用差分方程描述，其一般形式为： 非线性系统 系统中只要有一个元部件的输入-输出特性是非线性的，这类系统就称为非线性系统，这时要用非线性微分（或差分）方程来描述其特性。非线性方程的特点是方程的系数与变量有关，或者方程中含有变量及其导数的高次幂或乘积项