第一章自动控制的一般概念85123.pptVIP

学习方法与要求 课堂学习：听课与思维（综合前修课程知识、生活体验） 个人学习与团队学习（自主学习与小组学习并重） 资料阅读与资料查阅（教材与参考书、其它资料） 完成作业（基本、一般、设计、难题和计算机作业） 实习与实验（工矿企业、校内实验室参观，计划内外实验） 讨论会与小组交流（每月一次全班讨论会，两周一次小组交流） 教学参考资料 第一章 控制系统导论（Introduction to control systems） 1.1 自动控制的一般概念 二、自动控制系统的组成和工作原理 综上所述 三、闭环控制系统的组成 一些基本术语 四、控制系统的控制方式 1．闭环控制（反馈控制、按偏差控制） 2．开环控制 综上所述 3．复合控制 1.2 自动控制简史 1.7 工程设计概述 1.8 设计实例 确立控制目标：定位读取头，以便读取存储在磁盘某一磁道上的数据 确定控制变量：读取头的位置 拟定对变量的设计要求：定位精度为1微米，读取头移动时间为50毫秒 建立初步系统结构，选择执行机构。 建立对象、执行机构、传感器及控制器模型。（第二章内容） 一、工程与工程设计 1. 工程与控制工程的关系 工程是人们了解自然，利用自然和改造自然，以便造福人类的过程。 工程师是这一过程的领航者。 控制工程是工程的重要组成部分，控制工程师通过理解和控制他们周边环境中的某些部分，常称为系统（system），以便为社会提供经济实用的产品。 控制工程 工程 2. 控制工程涉及的学科和领域 涉及多学科的理论知识：反馈理论、线性系统理论、网络理论、通信理论等。 涉及的领域包括宇航、化工、机械、土木环境、电气工程等基础工程和社会经济各领域。 3. 工程设计 工程设计就是为达到特定的目的，构思或创建系统的结构、组成和技术细节的过程。创新和分析在其中占据着重要的地位。 设计是一项创新活动：工程师创造性地运用所拥有的知识和材料，确定系统的结构、功能和物理构成。 设计的主要步骤： 明确用户需求：包括政府的公共政策到普通消费者在内的各个社会群体的需求。 论证设计要求：详细确定应该有什么样的解决方案以及怎样才能满足用户需求。 开发设计方案：设计多种满足要求的解决方案。 设计与实现：选定解决方案并加以详细设计和技术实现。 （1）影响设计工作的主要因素是时间限制，设计不可能理想，只能足够好。 （2）设计工程师面临的主要挑战之一----撰写技术产品的设计规范：即对装置或系统将是什么和将能做什么的简洁而明确的说明。 设计工作应注意的几个重要问题 （3）设计的复杂性：源于设计的多样性。 （4）折中处理：在两个所期望的但又彼此冲突的性能指标或设计准则之间，为达成某种协调而作出决策。如系统的快速性与稳定性，高性能与低成本等。 （5）设计差异：最终产品常常不能与原先设计和想象完全一致。它是工程的固有属性。 （6）设计风险：源于设计的不可预见性。 （7）设计的思维模式：分析和综合。通过分析确定设计的改进方向，运用综合构建新的方案或系统。 （8）设计工作的主要方法：参数分析和参数优化。 二、控制系统设计 控制系统的性能规范： 稳定性 准确性 快速性 鲁棒性 抗干扰能力 CD机、计算机磁盘驱动器、留声机等的转盘在工作中保持恒定的旋转速度。 实例1 转盘速度控制 1、确立控制目标： 精确控制电机的旋转速度 2、确定控制变量： 电机转速 3、拟定对变量的设计要求： 如转速精度等 4、建立初步系统结构，确定执行机构： 如开环或闭环；直流电动机 开环控制方案 闭环控制方案 5、系统建模 ，详见第二章内容 实例2 磁盘驱动读取系统 完成1—4步：确立控制目标，确定控制变量，初步确定设计指标，初步确定系统结构。 * College of Automatic Control Engineering , CUIT 第一章 控制系统导论 *Dept. of Control Engineering, ChengDu University of Information Technology 主讲：周蓉 副教授 控制工程学院 （科教楼103室） 联系方式： Email：zhourlsf@ 电话现代控制系统 关于本课程 课程的性质和地位 专业基础课，自动化类专业的核心必修课程。 《自动控制原理》与《现代控制理论》两门课程，分两学期教学。（后者为选修） 64学时（理论教学56学时，实验8学时）+32学时（28+4）。 课程特点与教学