第一章自动控制的一般概念(胡寿松第六版).pptVIP

自动控制原理（第六版） 第一章 自动控制的一般概念 1-1 自动控制的基本原理与方法 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 1-5 自动控制系统的分析与设计工具 1-1 自动控制的基本原理与方法 1、什么是自动控制？ 所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（控制装置或控制器），使及其、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（被控量）自动地按照预定的规律运行。 控制装置：除被控对象意外的所有元件合在一起。 被控量：最终需要被控制的变量（或过程）。 被控对象：最终需要被控制的对象。 1-1 自动控制的基本原理与方法 2、什么是自动控制原理？ 将研究出的自动控制共同规律的技术总结而成的理论体系。（正如微积分是一种数学工具一样）。 1-1 自动控制的基本原理与方法 解决的基本问题： 建模：建立系统数学模型（实际问题抽象，数学描述） 分析：分析控制系统的性能（稳定性、动/稳态性能） 综合：控制系统的综合与校正——控制器设计（方案选择、设计） 1-1 自动控制的基本原理与方法 3、什么是反馈控制原理？ 在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务。 4、反馈控制系统的基本组成 信号从输入端到达输出端的传输通路称为前向通路；系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称为主反馈通路。前向通路与主反馈通路共同构成主回路。此外，还有局部反馈通路。只包含一个主反馈通路的系统称为单回路系统，有两个或两个以上反馈通路的 系统称为多回路系统。 * * * 自动控制原理 经典控制理论 现代控制理论 智能控制 20世纪40年代 以传递函数为基础 20世纪五六十年代 以状态为基础 20世纪70年代 向“大系统理论”和“智能控制”方向发展 如人取桌上书的过程（见下图）： 3、什么是反馈控制原理？ 系统方框图符号组成：“ ” 下图为反馈控制原理方框图 3、什么是反馈控制原理？ 在工业控制中，龙门刨床速度控制系统就是按照反馈控制原理进行工作的。当负载波动时，必然会引起速度变化，由于龙门刨床不允许速度变化过大，因此必须对速度进行控制。 3、什么是反馈控制原理？ 龙门刨床速度控制系统原理图 在工业控制中，龙门刨床速度控制系统就是按照反馈控制原理进行工作的。当负载波动时，必然会引起速度变化，由于龙门刨床不允许速度变化过大，因此必须对速度进行控制。 下图示为龙门刨床速度控制系统。当负载发生变化时，如和控制速度。 例如： 3、什么是反馈控制原理？ 3、什么是反馈控制原理？ 下图为龙门刨床速度控制系统的方框图 第一节 自动控制的基本原理与方式 四、自动控制系统基本控制方式 1、反馈控制方式 特点：通过计算被控量和给定值的差值来控制被控对象。 优点：可以自动调节由于干扰和内部参数的变化 而引起 的变动。 计算比较 给定值 E 执行 被控对象 干扰 被控量 测量 － 按偏差调节的系统原理方框图 第一节 自动控制的基本原理与方式 如上图所示，反馈回来的信号与给定值相减，即根据偏差进行控制，称为负反馈，反之称为正反馈。 这种控制方式控制精度较高，因为无论是干扰的作用，还是系统结构参数的变化，只要被控量偏离给定值，系统就会自行纠偏。但是闭环控制系统的参数如果匹配得不好，会造成被控量的较大摆动，甚至系统无法正常工作。 第一节 自动控制的基本原理与方式 飞机自动驾驶系统原理图 控制任务：系统在任何扰动作用下，保持飞机俯仰角不变。 被控对象：飞机。 被控量：　飞机的俯仰角 。 俯仰角控制系统原理方框图 第一节 自动控制的基本原理与方式 第一节 自动控制的基本原理与方式 2、开环控制方式 计算 执行 受控对象 给定值 干扰 被控量 按给定值操纵的开环控制系统原理方框图 开环控制——系统的输出端与输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。 第一节 自动控制的基本原理与方式 炉温控制系统 炉温控制系统原理方框图 定时开关 炉子 电阻丝 第一节 自动控制的基本原理与方式 特点：控制装置只按给定值来控制受控对象 优点：控制系统结构简单，相对来说成本低。 缺点：对可能出现的被控量偏离给定值的偏差没有任何修正能力，抗干扰能力差，控制精度不高。 第一节 自动控制的基本原理与方式 定义：利用干扰信号产生控制作用，以及时补偿干扰对被控量的直接影响。 计算 测量 受控对象 执行 干扰 被控量 特点：只能对可测干扰进行补偿，