控制工程基础01

控制工程基础唐志国1通信工程学院自动化教研室控制工程基础教师：唐志国

单位：通信工程学院绪论第一讲唐志国2通信工程学院自动化教研室绪论（一）为什么学习自动控制（二）什么是自动控制（三）自动控制相关概念（四）控制系统基本要求本讲主要内容：唐志国3通信工程学院自动化教研室数控机床按预定程序自动加工工件雷达和计算机自动将导弹引至敌方目标自动控制在工业、农业、军事、生物、医学、环境、交通、甚至经济管理中得到广泛应用。无人驾驶飞机按预定航迹自由升降飞行机器人广泛应用于危险环境和娱乐中工业生产线流水作业自动完成人造卫星准确进入预定轨道运行并回收为什么学习自动控制？唐志国4通信工程学院自动化教研室电火花线切割机加工产品唐志国5通信工程学院自动化教研室电火花线切割机加工特点传统的机床多采用靠模仿形；电火花线切割却采用移动的细金属导线作为电极，进行火花脉冲放电，加工成形，并配合采用水或水基的工作液，更加安全。省时省钱安全精度高控制要求：按照加工要求自动控制电极丝相对工件的运动轨迹。逐点比较唐志国6通信工程学院自动化教研室电视剧《旗舰》片段唐志国7通信工程学院自动化教研室舰炮系统工作过程1.发现敌方靶船，雷达天线转动，时刻跟踪2.雷达测得数据传入计算机计算雷达系统3.控制舰炮炮身转动，瞄准敌方靶船4.开火！！！导弹系统唐志国8通信工程学院自动化教研室飞机导航系统无人驾驶飞机唐志国9通信工程学院自动化教研室工业机器人智能机器人唐志国10通信工程学院自动化教研室可口可乐公司生产线唐志国11通信工程学院自动化教研室可口可乐生产过程唐志国12通信工程学院自动化教研室自动控制是指在没有人直接参与情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。什么是自动控制？唐志国13通信工程学院自动化教研室自动控制是指在没有人直接参与情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。救援机器人在地震后自主搜索救援打开自来水龙头放水交通灯红黄绿变换楼道里的声控灯点亮什么是自动控制？唐志国14通信工程学院自动化教研室自动控制是指在没有人直接参与情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制相关概念控制器被控对象被控量系统输入量测量装置唐志国15通信工程学院自动化教研室开环控制闭环控制复合控制自动控制相关概念被控对象控制器被控量系统输入量测量装置唐志国16通信工程学院自动化教研室开环控制信号由给定值至被控量单向传递结构简单，成本低一旦系统出现外部干扰，无法自动补偿，抗扰能力差，控制精度难以保证交通灯指挥系统、包装机等多为开环控制扰动唐志国17通信工程学院自动化教研室什么是扰动？扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰也可以看成是系统的一种输入量。唐志国18通信工程学院自动化教研室闭环控制系统的输出信号沿反馈通道又回到系统的输入端,构成闭合通道,故称闭环控制,或反馈控制凡是被反馈通道包围的扰动都可受到抑制舰炮系统、雷达导弹系统、温度控制系统等很多系统都采用闭环控制扰动唐志国19通信工程学院自动化教研室闭环控制系统分类恒值系统是指参考输入量保持常值的系统。其任务是消除或减少扰动信号对系统输出的影响，使被控制量（即系统的输出量）保持在给定或希望的数值上。随动系统是指参考输入量随时间任意变化的系统。其任务是要求输出量以一定的精度和速度跟踪参考输入量，跟踪的速度和精度是随动系统的两项主要性能指标。程序控制系统是指系统的输入量是按预定规律随时间变化的函数，要求被控量迅速、准确地加以复现。水温控制舰炮控制机床控制唐志国20通信工程学院自动化教研室开环控制与闭环控制的主要区别1、信号传输通道的差别：开环控制系统：只有正向传输通道，闭环控制系统：有正向通道和反馈通道。2、系统结构的差别：开环控制系统：有输入、控制量、被控对象等基本部分闭环控制系统：多了比较环节和测量装置。3、控制方式的差别:

开环控制系统：有偏差靠人工控制闭环控制系统：对被控对象进行自动控制。唐志国21通信工程学院自动化教研室复合控制复合控制就是将开环与闭环相结合的控制唐志国22通信工程学院自动化教研室对于一个具体的控制系统，如何从理论上按照稳准快的标准定性的分析和定量的计算。自动控制系统性能的基本要求可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性），简写成控制系统基本要求

稳

准

快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。准确性是指当系统达到稳态后，系统输出与期望输出之间的误差很小，当然越小表示系