11-自动控制的基本原理与方式课件

自动控制原理武汉大学王泉德qdwang@QQ:3718910841自动控制原理武汉大学王泉德1课程任务学习自动控制系统的基本理论；掌握分析和综合自动控制系统的基本方法；具有初步的系统实验基本技能；为自动控制系统设计打好基础。2课程任务学习自动控制系统的基本理论；2课程特点理论性很强，同时注重结合工程实践。微积分（含微分方程）电机与拖动模拟电子技术线性代数电路理论信号与系统自动控制理论复变函数、拉普拉斯变换大学物理（力学、热力学）3课程特点理论性很强，同时注重结合工程实践。微积分（含微分方程课程要求听记做4课程要求听4第一章自动控制的一般概念5第一章自动控制的一般概念5本章内容提要1.1自动控制的基本原理与方式1.2自动控制系统示例1.3自动控制系统的分类1.4对自动控制系统的基本要求6本章内容提要1.1自动控制的基本原理与方式61.1自动控制的基本原理与方式1自动控制技术及其应用自动控制：在没有人直接参与的情况下，通过控制器，使被控对象或过程自动地按预定的规律运行。应用：工业、农业、交通、国防、宇航、社会。优点：①节省人力；②提高系统的精度；③可以完成人工控制系统无法完成的工作。71.1自动控制的基本原理与方式1自动控制技术及其应用自动2自动控制理论自动控制技术的基础理论,分析或设计自动控制系统的主要方法和依据。1.1自动控制的基本原理与方式经典控制理论（20世纪40年代开始）：以拉氏变换和传递函数为基础，在复频域内研究单输入-单输出(SISO)线性定常系统的分析设计方法；现代控制理论（20世纪60年代开始）：以状态空间法为基础，在时域内研究多输入-多输出（MIMO）系统的分析和设计方法；智能控制理论（20世纪70年代开始）：以模糊控制和神经网络为基础，研究多变量复杂大系统的分析设计方法。82自动控制理论自动控制技术的基础理论,分析或设计自动控制系3反馈控制原理

自动控制系统:为实现各种控制任务,将被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来的一个有机总体.

反馈控制:在自动控制系统中将被控量以负反馈的形式与输入量进行比较,并利用偏差来不断消除偏差的控制过程.1.1自动控制的基本原理与方式93反馈控制原理自动控制系统:为实现各种控制任务,将3反馈控制原理例：人取书本的过程眼睛大脑手臂、手眼睛输入信号（书位置）输出量（手位置）1.1自动控制的基本原理与方式103反馈控制原理例：人取书本的过程眼睛大脑手臂、手眼睛输入信例：电压控制系统系统要求：保持发电机输出电压U不变（在发电机转速n不变条件下，当负载变化时，U会变化）人工控制：调节R,使if变化,保持U稳定。自动控制：图中虚线框内所示。SD——执行电机UU0V负载发电机ufifRUISD1.1自动控制的基本原理与方式11例：电压控制系统系统要求：保持发电机输出电压U不变（在发电机电压控制系统方块图

——给定值U——被控制量放大器SD执行机构R电位计发电机+-控制器对象1.1自动控制的基本原理与方式12电压控制系统方块图——给定值4反馈控制系统的基本组成测量元件：测量被控量并转换成相应的电量，如速度、位移、压力传感器；1.1自动控制的基本原理与方式134反馈控制系统的基本组成测量元件：测量被控量并转换成相应的4反馈控制系统的基本组成给定元件：给出与期望的被控量相对应的系统输入量（参据量）；1.1自动控制的基本原理与方式144反馈控制系统的基本组成给定元件：给出与期望的被控量相对应4反馈控制系统的基本组成比较元件：将被控量与给定值加以比较，形成偏差信号；1.1自动控制的基本原理与方式154反馈控制系统的基本组成比较元件：将被控量与给定值加以比较4反馈控制系统的基本组成放大元件：将偏差信号进行前置或功率放大，从而推动执行机构或被控对象。1.1自动控制的基本原理与方式164反馈控制系统的基本组成放大元件：将偏差信号进行前置或功率4反馈控制系统的基本组成执行元件：直接推动被控对象，以改变被控量；1.1自动控制的基本原理与方式174反馈控制系统的基本组成执行元件：直接推动被控对象，以改变4反馈控制系统的基本组成校正元件：改善系统的静态性能。1.1自动控制的基本原理与方式184反馈控制系统的基本组成校正元件：改善系统的静态性能。1.注意：①在实际系统中，一个元件常兼有两种或两种以上的职能；②元件不一定都是电气元件，有时可以是机械、气动、液压等元件，从而可以构成机械、气动、液压等控制系统，但其工作原理都是一致的。1.1自动控制的基本原理与方式19注意：②元件不一定都是电气元件，有时可以是机械、气5自动控制系统基本控制方式⑴开环控制方式：控制作用直接由系统的输入量产生1.1自动控制的基本原理与方式例：转台速度开环控制系统在CD机、计算机磁盘驱动器等现代装置中应用.205自动控制系统基本控制方式⑴开环控制方式：控制作用直接由1.1自动控制的基本原理与方式预期速度实际转速直流电动机转台放大器转台速度开环控制系统结构图:211.1自动控制的基本原理与方式预期速度实际转速直流电动机转②按扰动控制方式：利用可测量的扰动量，产生一种补偿作用，以减小或抵消扰动对输出量的影响，也叫顺馈控制（只适合扰动可测量的场合）；开环控制系统的组成：①按给定量控制方式：控制作用直接由系统的输入量产生，控制精度完全取决于所用的元件及校准的精度；1.1自动控制的基本原理与方式22②按扰动控制方式：利用可测量的扰动量，产生一种补偿作用，以③结构简单；②误差不能靠系统本身来克服；开环系统的特点：④不存在稳定性问题。①系统的控制精度取决于各元件的精度及参数的稳定性；1.1自动控制的基本原理与方式23③结构简单；②误差不能靠系统本身来克服；开环系统的特点：⑵闭环控制方式（反馈控制方式）控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系。按反馈控制原理构成的闭环系统,是一种重要、广泛应用的控制系统。自动控制理论主要的研究对象,也是用这种控制方式组成的系统。1.1自动控制的基本原理与方式24⑵闭环控制方式（反馈控制方式）控制装置与受控对象之1.1自动控制的基本原理与方式测速机偏差反馈量预期速度实际转速直流电动机转台放大器_

当实际速度受扰动的影响发生变化时，通过系统的调节，从而消除扰动对速度的影响。转台速度闭环控制系统结构图251.1自动控制的基本原理与方式测速机偏差反馈量预期速度实际1.1自动控制的基本原理与方式例转速负反馈直流电动机调速系统直流电机测速发电机电源和放大装置负载系统组成：UnUf给定电压反馈电压e=Un-Uf转速取决于给定电压与反馈电压的差值。261.1自动控制的基本原理与方式例转速负反馈直流电动调速系统结构图unufeudn_直流电动机放大器测速机由电网电压波动，负载变化以及其他部分的参数变化所引起的转速变化，都可以通过系统的自动调整加以抑制。n↓→Uf↓→e↑→Ud↑→n↑27调速系统结构图unufeudn_直流电动机放大器测速机③稳定性是个重要问题。②能抑制内部或外部扰动对系统的影响，可用低成本元件构成高精度系统；闭环系统的特点：①利用偏差消除偏差；1.1自动控制的基本原理与方式28③稳定性是个重要问题。②能抑制内部或外部扰动对系⑶复合控制方式对于主要扰动采用适当的装置实现按扰动控制；组成反馈控制系统实现按偏差控制,以消除其余扰动产生的偏差；按偏差控制和按扰动控制相结合的控制方式称为复合控制方式。1.1自动控制的基本原理与方式前馈补偿控制复合控制：反馈控制+29⑶复合控制方式对于主要扰动采用适当的装置实现按扰动控制；1.被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置扰动量按输入补偿按扰动补偿30被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置被控量控制器被控对电压放大器电阻R功率放大器测速发电机电动机电压放大器-u0utueMcn电动机速度复合控制系统1.1自动控制的基本原理与方式31电压电阻R功率测速电动机电压-u0utueMcn电动1.2自动控制系统示例1、函数记录仪321.2自动控制系统示例1、函数记录仪32函数记录仪方块图放大器变换器伺服电动机齿轮系绳轮记录笔测速发电机测量电路位移ur-up33函数记录仪方块图放大器伺服齿轮系记录笔测速测量位移ur-2、飞机-自动驾驶仪系统俯仰角控制系统方块图给定装置放大器舵机飞机扰动反馈电位器垂直陀螺仪--342、飞机-自动驾驶仪系统俯仰角控制系统方块图给定装置放大器舵3、电阻炉温度微机控制系统微型计算机353、电阻炉温度微机控制系统微型计算机354、无人驾驶飞机——按预定轨迹飞行364、无人驾驶飞机——按预定轨迹飞行365、我国研制的地空导弹制导导弹——瞄准目标375、我国研制的地空导弹制导导弹——瞄准目标376、雷达技术——搜索目标386、雷达技术——搜索目标387、人造地球卫星哈勃望远镜－特殊卫星中巴资源卫星——控制其准确地进入预定轨道运行并回收397、人造地球卫星哈勃望远镜－特殊卫星中巴资源卫星——控制其准1.3自动控制系统的分类开环控制闭环控制复合控制按控制方式分机械系统电气系统机电系统液压系统气动系统生物系统按元件类型分按系统性能分线性系统非线性系统连续系统定常系统时变系统确定性系统不确定性系统离散系统恒值控制系统随动系统程序控制系统按参据量变化规律分401.3自动控制系统的分类开环控制按控制机械系统按元件按系统1.3.1线性连续控制系统式中,c(t)是被控量,r(t)是输入量.系数a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm是常数时,称为定常系统;系数a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm随时间变化时,称为时变系统.线性定常连续系统按其输入量的变化规律不同又可分为恒值控制系统、随动系统和程序控制系统.线性连续控制系统可以用线性微分方程式描述,其一般形式为(1-1)411.3.1线性连续控制系统式中,c(t)是被控量,r(t)⑵随动系统输入信号是时间的任意函数，其变化规律事先不知道。系统要求输出量以尽可能小的误差跟随输入信号的变化。系统分析、设计的重点是研究被控量跟随的快速性和准确性。⑶程序控制系统这类控制系统的输入信号是按预定规律随时间变化的函数,要求被控量迅速、准确地复现.例：机械加工使用的数字程序控制机床⑴恒值控制系统输入信号是恒定常值，被控量也是一个与之对应的常值，当外界有扰动时，系统要求被控量保持为一个不变的常值。如电压控制系统。对系统的要求是稳定性和稳态误差。42⑵随动系统输入信号是时间的任意函数，其变化规律事先不知道。1.3.2线性定常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.一般,在离散系统中既有连续的模拟信号,也有离散的数字信号.因此,离散系统要用差分方程来描述.线性差分方程的一般形式为工业计算机控制系统就是典型的离散系统.式中,,n为差分方程的次数,a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm为常系数,r(k),c(k)分别为输入和输出采样序列.(1-2)431.3.2线性定常离散系统离散系统是指系统的某处或1.3.3非线性控制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.严格地说,实际的控制系统都是非线性系统.但对于非线性程度不太严重的元部件,可采用在一定范围内线性化的方法,从而将非线性系统近似为线性控制系统.非线性方程的特点是系数与变量有关,或者方程中含有变量及其导数的高次幂或乘积项,例如由于非线性方程在数学处理上较困难,目前对不同类型的非线性系统的研究还没有统一的方法.441.3.3非线性控制系统系统中只要有一个元部件的输1.4对自动控制系统的基本要求稳定性快速性准确性451.4对自动控制系统的基本要求稳定性快速性准确性45⑴稳定性稳定性是保证控制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.线性自动控制系统的稳定性是由系统的结构所决定,与外界因素无关.46⑴稳定性稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件.一⑵快速性控制系统不仅要稳定,还必须对其过渡过程的形式和快慢提出要求,一般称为动态性能,其中包括过渡过程时间(即快速性)和最大振荡幅度(即超调量).47⑵快速性控制系统不仅要稳定,还必须对其过渡过程的形⑶准确性理想情况下,当过渡过程结束后,被控量达到的稳态值(即平衡状态)应与期望值一致.但实际上,由于系统结构、外作用形式以及摩擦、间隙等非线性因素的影响,被控量的稳态值与期望值之间会有误差存在,称为稳态误差.稳态误差又称稳态性能,是衡量控制系统控制精度的重要标志,在技术指标中一般都有具体要求.48⑶准确性理想情况下,当过渡过程结束后,被控量达到的典型输入（外作用）为了便于用统一的方法研究和比较控制系统的性能,通常选用几种确定性函数作为典型输入。它们应具备以下条件:①这种函数在现场或实验室中容易得到;②控制系统在这种函数作用下的性能应代表在实际工作条件下的性能;③这种函数的数学表达式简单便于理论计算49典型输入（外作用）为了便于用统一的方法研究和比较控制典型外作用⑴阶跃函数其数学表达式为幅值R=1的阶跃函数称为单位阶跃函数,用1(t)表示;幅值为R的阶跃函数便可表示为,在任意时刻t0出现的阶跃函数可表示为50典型外作用⑴阶跃函数其数学表达式为幅值R=1的阶跃⑵斜坡函数其数学表达式为表示在t=0时刻开始,以恒定速率R随时间而变化的函数,即斜坡函数。51⑵斜坡函数其数学表达式为表示在t=0时刻开始,以⑶脉冲函数其数学定义为式中,(A/t0)[1(t)-1(t-t0)]是由两个阶跃函数合成的脉冲函数,其面积A=(A/t0)t0。当宽度t0趋于零时,脉动函数的极限便是脉冲函数,它是一个宽度为零、幅值为无穷大、面积为A的极限脉冲。52⑶脉冲函数其数学定义为式中,(A/t0)[1(t)-脉冲函数的的强度通常用其面积表示.面积A=1的脉冲函数称为单位脉冲函数或函数;强度为A的脉冲函数可表示为.在t0时刻出现的单位脉冲函数则表示为.53脉冲函数的的强度通常用其面积表示.面积A=1的脉⑷正弦函数其数学表达式为式中,A为正弦函数的振幅,为正弦函数角频率,为初始角.54⑷正弦函数其数学表达式为式中,A为正弦函数的振幅,作业1-1,1-5,1-6；55作业1-1,1-5,1-6；55自动控制原理武汉大学王泉德qdwang@QQ:37189108456自动控制原理武汉大学王泉德1课程任务学习自动控制系统的基本理论；掌握分析和综合自动控制系统的基本方法；具有初步的系统实验基本技能；为自动控制系统设计打好基础。57课程任务学习自动控制系统的基本理论；2课程特点理论性很强，同时注重结合工程实践。微积分（含微分方程）电机与拖动模拟电子技术线性代数电路理论信号与系统自动控制理论复变函数、拉普拉斯变换大学物理（力学、热力学）58课程特点理论性很强，同时注重结合工程实践。微积分（含微分方程课程要求听记做59课程要求听4第一章自动控制的一般概念60第一章自动控制的一般概念5本章内容提要1.1自动控制的基本原理与方式1.2自动控制系统示例1.3自动控制系统的分类1.4对自动控制系统的基本要求61本章内容提要1.1自动控制的基本原理与方式61.1自动控制的基本原理与方式1自动控制技术及其应用自动控制：在没有人直接参与的情况下，通过控制器，使被控对象或过程自动地按预定的规律运行。应用：工业、农业、交通、国防、宇航、社会。优点：①节省人力；②提高系统的精度；③可以完成人工控制系统无法完成的工作。621.1自动控制的基本原理与方式1自动控制技术及其应用自动2自动控制理论自动控制技术的基础理论,分析或设计自动控制系统的主要方法和依据。1.1自动控制的基本原理与方式经典控制理论（20世纪40年代开始）：以拉氏变换和传递函数为基础，在复频域内研究单输入-单输出(SISO)线性定常系统的分析设计方法；现代控制理论（20世纪60年代开始）：以状态空间法为基础，在时域内研究多输入-多输出（MIMO）系统的分析和设计方法；智能控制理论（20世纪70年代开始）：以模糊控制和神经网络为基础，研究多变量复杂大系统的分析设计方法。632自动控制理论自动控制技术的基础理论,分析或设计自动控制系3反馈控制原理

自动控制系统:为实现各种控制任务,将被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来的一个有机总体.

反馈控制:在自动控制系统中将被控量以负反馈的形式与输入量进行比较,并利用偏差来不断消除偏差的控制过程.1.1自动控制的基本原理与方式643反馈控制原理自动控制系统:为实现各种控制任务,将3反馈控制原理例：人取书本的过程眼睛大脑手臂、手眼睛输入信号（书位置）输出量（手位置）1.1自动控制的基本原理与方式653反馈控制原理例：人取书本的过程眼睛大脑手臂、手眼睛输入信例：电压控制系统系统要求：保持发电机输出电压U不变（在发电机转速n不变条件下，当负载变化时，U会变化）人工控制：调节R,使if变化,保持U稳定。自动控制：图中虚线框内所示。SD——执行电机UU0V负载发电机ufifRUISD1.1自动控制的基本原理与方式66例：电压控制系统系统要求：保持发电机输出电压U不变（在发电机电压控制系统方块图

——给定值U——被控制量放大器SD执行机构R电位计发电机+-控制器对象1.1自动控制的基本原理与方式67电压控制系统方块图——给定值4反馈控制系统的基本组成测量元件：测量被控量并转换成相应的电量，如速度、位移、压力传感器；1.1自动控制的基本原理与方式684反馈控制系统的基本组成测量元件：测量被控量并转换成相应的4反馈控制系统的基本组成给定元件：给出与期望的被控量相对应的系统输入量（参据量）；1.1自动控制的基本原理与方式694反馈控制系统的基本组成给定元件：给出与期望的被控量相对应4反馈控制系统的基本组成比较元件：将被控量与给定值加以比较，形成偏差信号；1.1自动控制的基本原理与方式704反馈控制系统的基本组成比较元件：将被控量与给定值加以比较4反馈控制系统的基本组成放大元件：将偏差信号进行前置或功率放大，从而推动执行机构或被控对象。1.1自动控制的基本原理与方式714反馈控制系统的基本组成放大元件：将偏差信号进行前置或功率4反馈控制系统的基本组成执行元件：直接推动被控对象，以改变被控量；1.1自动控制的基本原理与方式724反馈控制系统的基本组成执行元件：直接推动被控对象，以改变4反馈控制系统的基本组成校正元件：改善系统的静态性能。1.1自动控制的基本原理与方式734反馈控制系统的基本组成校正元件：改善系统的静态性能。1.注意：①在实际系统中，一个元件常兼有两种或两种以上的职能；②元件不一定都是电气元件，有时可以是机械、气动、液压等元件，从而可以构成机械、气动、液压等控制系统，但其工作原理都是一致的。1.1自动控制的基本原理与方式74注意：②元件不一定都是电气元件，有时可以是机械、气5自动控制系统基本控制方式⑴开环控制方式：控制作用直接由系统的输入量产生1.1自动控制的基本原理与方式例：转台速度开环控制系统在CD机、计算机磁盘驱动器等现代装置中应用.755自动控制系统基本控制方式⑴开环控制方式：控制作用直接由1.1自动控制的基本原理与方式预期速度实际转速直流电动机转台放大器转台速度开环控制系统结构图:761.1自动控制的基本原理与方式预期速度实际转速直流电动机转②按扰动控制方式：利用可测量的扰动量，产生一种补偿作用，以减小或抵消扰动对输出量的影响，也叫顺馈控制（只适合扰动可测量的场合）；开环控制系统的组成：①按给定量控制方式：控制作用直接由系统的输入量产生，控制精度完全取决于所用的元件及校准的精度；1.1自动控制的基本原理与方式77②按扰动控制方式：利用可测量的扰动量，产生一种补偿作用，以③结构简单；②误差不能靠系统本身来克服；开环系统的特点：④不存在稳定性问题。①系统的控制精度取决于各元件的精度及参数的稳定性；1.1自动控制的基本原理与方式78③结构简单；②误差不能靠系统本身来克服；开环系统的特点：⑵闭环控制方式（反馈控制方式）控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系。按反馈控制原理构成的闭环系统,是一种重要、广泛应用的控制系统。自动控制理论主要的研究对象,也是用这种控制方式组成的系统。1.1自动控制的基本原理与方式79⑵闭环控制方式（反馈控制方式）控制装置与受控对象之1.1自动控制的基本原理与方式测速机偏差反馈量预期速度实际转速直流电动机转台放大器_

当实际速度受扰动的影响发生变化时，通过系统的调节，从而消除扰动对速度的影响。转台速度闭环控制系统结构图801.1自动控制的基本原理与方式测速机偏差反馈量预期速度实际1.1自动控制的基本原理与方式例转速负反馈直流电动机调速系统直流电机测速发电机电源和放大装置负载系统组成：UnUf给定电压反馈电压e=Un-Uf转速取决于给定电压与反馈电压的差值。811.1自动控制的基本原理与方式例转速负反馈直流电动调速系统结构图unufeudn_直流电动机放大器测速机由电网电压波动，负载变化以及其他部分的参数变化所引起的转速变化，都可以通过系统的自动调整加以抑制。n↓→Uf↓→e↑→Ud↑→n↑82调速系统结构图unufeudn_直流电动机放大器测速机③稳定性是个重要问题。②能抑制内部或外部扰动对系统的影响，可用低成本元件构成高精度系统；闭环系统的特点：①利用偏差消除偏差；1.1自动控制的基本原理与方式83③稳定性是个重要问题。②能抑制内部或外部扰动对系⑶复合控制方式对于主要扰动采用适当的装置实现按扰动控制；组成反馈控制系统实现按偏差控制,以消除其余扰动产生的偏差；按偏差控制和按扰动控制相结合的控制方式称为复合控制方式。1.1自动控制的基本原理与方式前馈补偿控制复合控制：反馈控制+84⑶复合控制方式对于主要扰动采用适当的装置实现按扰动控制；1.被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置扰动量按输入补偿按扰动补偿85被控量控制器被控对象给定量检测装置补偿装置被控量控制器被控对电压放大器电阻R功率放大器测速发电机电动机电压放大器-u0utueMcn电动机速度复合控制系统1.1自动控制的基本原理与方式86电压电阻R功率测速电动机电压-u0utueMcn电动1.2自动控制系统示例1、函数记录仪871.2自动控制系统示例1、函数记录仪32函数记录仪方块图放大器变换器伺服电动机齿轮系绳轮记录笔测速发电机测量电路位移ur-up88函数记录仪方块图放大器伺服齿轮系记录笔测速测量位移ur-2、飞机-自动驾驶仪系统俯仰角控制系统方块图给定装置放大器舵机飞机扰动反馈电位器垂直陀螺仪--892、飞机-自动驾驶仪系统俯仰角控制系统方块图给定装置放大器舵3、电阻炉温度微机控制系统微型计算机903、电阻炉温度微机控制系统微型计算机354、无人驾驶飞机——按预定轨迹飞行914、无人驾驶飞机——按预定轨迹飞行365、我国研制的地空导弹制导导弹——瞄准目标925、我国研制的地空导弹制导导弹——瞄准目标376、雷达技术——搜索目标936、雷达技术——搜索目标387、人造地球卫星哈勃望远镜－特殊卫星中巴资源卫星——控制其准确地进入预定轨道运行并回收947、人造地球卫星哈勃望远镜－特殊卫星中巴资源卫星——控制其准1.3自动控制系统的分类开环控制闭环控制复合控制按控制方式分机械系统电气系统机电系统液压系统气动系统生物系统按元件类型分按系统性能分线性系统非线性系统连续系统定常系统时变系统确定性系统不确定性系统离散系统恒值控制系统随动系统程序控制系统按参据量变化规律分951.3自动控制系统的分类开环控制按控制机械系统按元件按系统1.3.1线性连续控制系统式中,c(t)是被控量,r(t)是输入量.系数a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm是常数时,称为定常系统;系数a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm随时间变化时,称为时变系统.线性定常连续系统按其输入量的变化规律不同又可分为恒值控制系统、随动系统和程序控制系统.线性连续控制系统可以用线性微分方程式描述,其一般形式为(1-1)961.3.1线性连续控制系统式中,c(t)是被控量,r(t)⑵随动系统输入信号是时间的任意函数，其变化规律事先不知道。系统要求输出量以尽可能小的误差跟随输入信号的变化。系统分析、设计的重点是研究被控量跟随的快速性和准确性。⑶程序控制系统这类控制系统的输入信号是按预定规律随时间变化的函数,要求被控量迅速、准确地复现.例：机械加工使用的数字程序控制机床⑴恒值控制系统输入信号是恒定常值，被控量也是一个与之对应的常值，当外界有扰动时，系统要求被控量保持为一个不变的常值。如电压控制系统。对系统的要求是稳定性和稳态误差。97⑵随动系统输入信号是时间的任意函数，其变化规律事先不知道。1.3.2线性定常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.一般,在离散系统中既有连续的模拟信号,也有离散的数字信号.因此,离散系统要用差分方程来描述.线性差分方程的一般形式为工业计算机控制系统就是典型的离散系统.式中,,n为差分方程的次数,a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm为常系数,r(k),c(k)分别为输入和输出采样序列.(1-2)981.3.2线性定常离散系统离散系统是指系统的某处或1.3.3非线性控制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.严格地说,实际的控制系统都是非线性系统.但对于非线性程度不太严重的元部件,可采用在一定范围内线性化的方法,从而将非线性系统近似为线性控制系统.非线性方程的特点是系数与变量有关,或者方程中含有变量及其导数的高次幂或乘积项,例如由于非线性方程在数学处理上较困难,目前对不同类型的非线性系统的研究还没有统一的方法.99