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何谓控制： 何谓控制： 何谓控制： 何谓自动控制： 何谓自动控制： 何谓自动控制： 是指在没有人直接参与的条件下，利用控制装置使被控对象的某一物理量（或工作状态）自动地按照预定的规律运行（或变化）。 自动控制系统：是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，它由被控对象和控制装置组成。 * * 济南大学 控制工程基础课题组制作 第一章 绪论 一. 控制系统的基本概念及发展历程 主 要 内 容 二. 控制系统的基本控制方式 三. 控制系统的几种主要分类 四. 控制系统举例 五. 控制系统的基本要求 本章的基本要求 ★掌握自控系统的基本概念、组成和各组成环节的作用, 正确画出系统的原理方框图; ★了解自动控制系统的分类及其特点; ★掌握负反馈在自控系统中的作用; 明确开环控制与闭环控制的区别； ★明确对控制系统的基本要求。 第一章 绪论 (1)中国，埃及和巴比伦出现自动计时漏壶(1400B.C. ~1100B.C.)。 西汉漏壶 “人猿相依别，有几个石头磨过” 第一章 绪论 一. 控制系统的基本概念及发展历程： (2)中国张衡研制出自动测量地震的地动仪(132年) 就是反映人和工具关系的一个概念。 (3)英国J.Watt用离心式调速器控制蒸汽机速度(1788年) 第一章 绪论 一. 控制系统的基本概念及发展历程： (4) 美国的N. Wiener通过研究火炮自动控制系统，发表《控制论》(Cybernetics)一书(1948)，标志着控制论学科的诞生。 (5)有关经典控制的经典名著相继出版，包括 H.Bod 的 Feedback Amplifier(1945),以及钱学森的《工程控制论》(Engineering Cybernetics)(1954). 一. 控制系统的基本概念及发展历程： 第一章 绪论 N. Wiener 经典控制理论： 以传递函数为基础 现代控制理论： 以状态空间法为基础 线性 非线性 自动控制理论 第一章 绪论 一. 控制系统的基本概念及发展历程： 第一章 绪论 动画显示 一. 控制系统的基本概念及发展历程： 第一章 绪论 一. 控制系统的基本概念及发展历程： 被控对象 ：指需要给以控制的机器、设备或生产过程例如火箭、锅炉、机器人、电冰箱等。 控制装置:则指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变换部件、放大部件和执行装置。 第一章 绪论 一. 控制系统的基本概念及发展历程： 二. 控制系统的基本控制方式： 开环与闭环 电动机及负载 输出量n 给定电位计 输入量 ug 放大整流 ud 第一章 绪论 原理方框图： 开环控制 二. 控制系统的基本控制方式： 开环与闭环 第一章 绪论 ★ 开环控制：是系统的控制装置与被控对象之间只有顺向作用，没有反向联系的控制过程。 开环系统的特点： a.简单，稳定，易维修。 b.精度低，不具备修正由于干扰而引起的系统的偏差。 控制器 被控对象 给定值 被控量 u 原理方框图： 开环控制 二. 控制系统的基本控制方式： 开环与闭环 第一章 绪论 原理方框图： 放大整流 电动机及负载 输出量n 给定电位计 输入量 ug △u 测速发电机 闭环控制 un 测速发电机 二. 控制系统的基本控制方式： 开环与闭环 第一章 绪论 ★闭环控制：又称反馈控制，系统的控制装置与被控对象之间既有顺向作用，又有反向联系的控制过程。 闭环系统特点： a.系统复杂，容易引起振荡; b.精度高、抗干扰能力强。 原理方框图： 控制器 被控对象 给定 被控量 u 检测装置 被控量 输入信号 (-) 补偿装置 控制装置 受控对象 三. 闭环控制系统的基本组成 第一章 绪论 二. 闭环控制系统的基本组成 第一章 绪论 三. 闭环控制系统的基本组成 自控系统是被控对象与控制装置的统一体 第一章 绪论 典型的反馈控制系统组成框图 输入信号xi 主反馈信号xb 偏差 信号 输出信号x0 扰动 给定 元件 串联校正元件 执行元件 控制对象 反馈元件 放大变换元件 并联校正元件 比较元件 + - + - 四. 控制系统的几种主要分类 按系统的输入信号特征进行分类： 定值控制系统、随动系统、程序控制系统。 按描述系统的数学表达式进行分类： 线性（定常和时变）系统、非线性系统； 按系统中信号的性质进行分类： 连