1-1 自动控制原理 绪论.ppt

1、1，自动控制原理，田作华，上海交通大学自动化系，2，自动控制原理教材，1。自动控制理论与设计上海交通大学出版社徐伟丽等(推荐教材)2。控制理论基础科学出版社王显政等3。自动控制系统高等教育出版社王筱凡等4。自动控制系统(高等教育出版社)，3。第一章引言。11自动化概述(自动化或自动化)1。自动控制是指使用一个控制装置(简称控制器)来产生一定的物理量(如温度、压力、ph值等)。)的受控对象(或生产过程等。)准确地按照预期的规律运行而不需要人的直接干预。2.自动控制系统是指具有特定功能的整体，由相互制约的部分按照一定的规则组成。4，12自动控制理论的发展，2。现代控制理论。大系统理论。智能控制理论

2、，5，12自动控制理论的发展，1。经典控制理论的主要研究对象是单输入、单输出和单变量系统。例如，调节电压会改变电机的速度；调整方向盘以改变汽车的轨迹。2.现代控制理论的主要研究对象是多输入多输出多变量系统。例如，汽车被认为是一个有两个输入(方向盘和加速踏板)和两个输出(方向和速度)的控制系统。计算机科学的发展极大地促进了控制科学的发展；6.经典控制理论与现代控制理论的比较：7.自动控制理论的发展：3.大系统控制理论是过程控制和信息处理相结合的动态系统工程理论。研究对象具有规模大、结构复杂、功能全面、目标多样、因素众多的特点。这是一个多输入、多输出、多干扰、多变量的系统。例如，人体可以被视为一个

3、大系统，包括对体温、情绪和人体血液中各种成分的控制。大系统控制理论仍处于发展阶段。自动控制理论的发展。智能控制是近年来发展起来的一种新的控制技术，是人工智能在控制中的应用。其指导思想是根据人们的思维方式和解决问题的技巧，解决目前需要人类智能解决的复杂控制问题。学校：结构学校和功能学校。这是一门新的控制学科，有些问题仍有争议。然而，由于其很强的实用性，它可以利用人们的经验和技能来解决许多棘手的问题(如建模等)。)这在以前的控制中是很难解决的，因此受到了极大的关注。自动控制系统的分类1。根据信号传输路径1进行分类。开环控制系统的特点：在系统的输出和输入端没有反馈回路，输出对系统的控制功能没有影响。

4、10，13自动控制系统的分类，2。闭环控制系统(反馈控制系统)特点：在系统输出信号和测量元件之间有一个反馈回路。术语“闭环”的含义是指输出信号通过测量元件反馈到系统的输入端，通过比较和控制减小系统误差。11，13自动控制系统的分类，2。根据系统1的控制功能进行分类。定值控制系统(或自动调节系统、自动稳定系统)的特性：输入信号为定值。工业生产中的恒温恒压等自动控制系统属于这种类型。2.过程控制系统(或程序控制系统)的特征：输入信号是一个已知的函数。系统的控制过程是按照预定的程序进行的，这就要求被控制的量能够快速、准确地再现输入，如化学工业中的压力、温度和流量控制。定值控制系统可视为输入等于定值的

5、过程控制系统。12，13自动控制系统的分类，3。伺服系统的特点：输入信号是未知函数。要求控制系统的输出随输入信号而变化。例如枪自动跟踪系统。这个系统自动控制系统的分类。根据系统传输信号的性质分类1。连续系统的特点：系统各部分的信号都是模拟的连续函数。目前，常规仪表PID调节器控制系统在工业中应用广泛。2.离散系统的特征：一种控制系统，其中系统的一个或几个信号以脉冲序列或数字形式传输。该系统采用脉冲开关或采样开关将连续信号转换成离散信号。离散信号以脉冲形式传输的系统也称为脉冲控制系统，离散信号以数字形式传输的系统也称为数字控制系统。14，13自动控制系统的分类，15，13自动控制系统的分类，4。

6、根据描述系统的不同数学模型进行分类。线性系统的特征：系统由线性元件组成，描述运动规律的数学模型是线性微分方程。运动方程的一般形式：其中：r(t)系统输入；c(t)系统的输出具有叠加性和同质性。16，13自动控制系统的分类，2。非线性系统的特征：在构成系统的环节中有一个或多个非线性环节。非线性的理论研究远不如线性系统完整，目前还没有解决各种非线性系统的通用方法。其他分类方法：按功能划分：温度控制系统、速度控制系统、位置控制系统等。根据部件：机电系统、液压系统和生物系统。17，13自动控制系统的分类，分类汇总，18，14反馈控制系统的基本组成，控制系统的组成：输入部分，控制系统部分和输出部分。从物

7、理学的角度来看，自动控制研究的是特定激励下系统响应的变化；从数学的角度，我们研究输入和输出之间的映射关系。19，14反馈控制系统的基本组成，1。温度控制系统的手动控制，20，14反馈控制系统的基本组成，控制目标：要求炉温恒定在所需值。控制过程：反馈控制系统的21，14个基本组成部分，2。温度控制系统的自动控制，反馈控制系统的22、14个基本组成部分，控制目标：要求炉温恒定在期望值。控制过程：23，14反馈控制系统的基本组成，是一般形式输入信号系统控制目标的反映，是人类意志的具体体现。控制系统主要完成相关信号的转换和处理，发出控制量，驱动执行机构完成控制功能。输出信号系统的控制结果反映了被控对象的运行状态。24，14反馈控制系统的基本部件，火炮自动跟踪系统“炮兵打击飞机”，25，14反馈控制系统的基本部件，3。反馈控制系统典型结构图，26，1.5控制系统和典型