自动控制原理第一章胡寿松.pptVIP

主要内容 第一章 控制系统导论 第二章 控制系统的数学模型 第三章 控制系统的时域分析法 第四章 控制系统的根轨迹分析法 第五章 控制系统的频域分析法 第六章 控制系统的校正 交通系统： 制造系统： 家用电器： 电扇：控制转速 智能建筑： 工业机器人： 其他机器人： 自动控制的应用领域 军事工业 航空航天 制造业 机器人 流程工业 电子工业 家用电器 交通系统，楼宇系统，经济系统，社会系统 … 要把数吨重人造卫星送入数百公里高空的轨道，使其所携带的各种仪器能长期使用、准确地工作，就必须保持卫星的正确姿态，使它的太阳能电池一直朝向太阳，无线电发射天线一直指向地球； 要使数控机床能加工出高 精度的工件，就必须保证 其工作台或刀架的进给量 准确地按照程序指令的设 定值变化； 所有这一切都是以高水平的自动控制技术为前提的。 自动控制理论 三、专业术语 1、被控对象—要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。 2、控制装置—对被控对象起控制作用的设备总体。 3、被控量—被控对象的输出量，也就是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持某一恒定值，也可以要求按照某个给定的规律运行。 1-2 自动控制的基本原理与方式 1、开环控制—是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程。 例1：开环液面控制系统 例2：恒温箱温度控制系统 2、闭环控制——是指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。 例3：闭环控制的液面控制系统 例4：闭环恒温箱温度控制系统 — 开环和闭环控制系统的特点 1、开环系统：结构简单，稳定性好，容易设计和调整以及成本较低的优点，对那些负载恒定，扰动小，控制精度要求不高的实际系统，是有效的控制方式。 2、闭环系统：由于增加了检测装置和反馈环节，结构较复杂，成本有所增加；但它提高了系统的控制精度和抗干扰能力；同时负反馈对系统稳定性产生不利影响。 三、复合控制—是指闭环控制与开环控制相结合的一种控制方式。 二、闭环控制系统的组成 1—4 对控制系统的基本要求 一、对控制系统的基本要求可以归纳为三个字： 控制器 被控制 对象 扰动 补偿装置 给定量 输出量 1-3 自动控制系统分类与组成 一、分类 1. 按输入信号特征分类 1）恒值控制系统 给定输入为常数，系统克服扰动影响 例：液位控制系统，温度控制系统等工业系统 2）随动控制系统 给定输入是随机时间变化的函数（未知） 例：函数记录仪、火炮自动跟踪系统 3）程序控制系统 给定输入是预知的时间函数 例：机床加工系统 2.按描述元件特性分类 1）线性系统 组成系统的元件都是线性元件，输入输出的静态特性为线性关系 用线性微分方程描述 2）非线性系统 只要系统中有一个元部件是非线性的 用非线性微分方程描述 3.按照传递信号类型分类 连续系统 各个环节间的信号均为时间t的连续函数，可用微分方程描述 例：水箱系统 离散系统 只要有一处信号是脉冲信号或者数字信号，定义在离散时刻上，用差分方程描述 例：计算机控制系统 4.按照参数是否随时间变化分类 定常系统 时变系统 5.其他分类 单输入输出系统与多输入输出系统 确定性系统与不确定性系统 集中参数系统与分布参数系统 串联 校正 放大 元件 执行 元件 被控 对象 测量元件 局部反馈 - - 给定量 输出量 (1)比较元件：输出量与输入量进行综合，产生偏差信号。 (2)放大元件：对偏差信号进行放大与变换。 (3)执行元件：对被控对象执行控制任务。 (4)校正元件：改善系统的性能。 (5)被控对象：需要进行控制的机器、设备或生产过程。 (6)测量元件：对输出量进行测量。 稳 准 快 * 第一章 控制系统导论 信息控制类专业最重要的专业基础课之一 自动控制原理 电子信息学院控制理论与控制工程课程组 总学时：60学时 理教学时：54学时 实验学时：6学时 考核方式：闭卷 学时安排： ★参考书 1.《自动控制原理》第五版，胡寿松，科学出版社；（使用教材） 2. 《自动控制原理》高国燊，华南理工大学出版社； 3.《自动控制原理》第二版 ，夏德钤，机械工业出版社 4.《自动控制理论》第二版，文锋、贾光辉，中国电力出版社。 相关课程 自动控制理论 电路理论 电机与拖动 大学物理 信号与系统 复变函数 拉氏变换 模拟电子技术 线性代数 微积分 各 类 专业课 线性系统 现代控 制理论 第一章 控制系统导论 1-1 自动控制的基本概念 1-2 自动控制的基本方式 1-3 控制系统的分类 1-4 对于自动控制系统的要求 1-1 自动控制的基本概念 自动控制 在没有人直接参与的情况下，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