控制理论的基本概念.pdfVIP

沈阳航空航天大学自动化学院 1 绪 论 学习要点 •自动控制理论的产生和基本概念 •控制理论的发展及其在工程中的应用 •自动控制系统的基本类型 3 1.1 自动控制理论的产生和基本概念 控制理论产生于军事上需求,后发展到民事 领域（如冶金、数控、电力等）。同时也渗透 到其他领域—生物控制论、经济控制论和社会 控制论等。 1868年麦克斯韦研究反馈系统的稳定性问题 发表论文 《论调速器》，是控制理论最早的 成果论文。 奠基人是美国科学家维纳 4 控制理论可分为 “经典控制理论”和 “现 代控制理论”两大部分。 1.经典控制理论 40~50年代形成 适用于SISO （单输入－单输出）系统 基于：二战军工技术 目标：反馈控制系统的稳定 基础：传递函数 基本方法：频率法，根轨迹法 5 2.现代控制理论 60~70年代形成 适用于MIMO （多输入－多输出）系统 基于： 冷战时期空间技术，计算机技术 目标：最优控制，最优滤波，系统辨识 基础：状态空间表达式 进一步发展:自适应控制、智能控制等 6 1、开环控制 输入、输出之间无反馈回路 输出对系统的控制作用无影响 变压器 V 恒 0 给定量 被控量 2 变压器 恒温箱 2 加热电阻丝 温 ~ 箱 优点：结构简单、价格便宜、容易维修 缺点：精度低，易受环境变化的干扰 7 2、闭环控制 输入、输出之间有反馈回路 输出对系统的控制作用有影响 优点：精度高、动态性能好、抗干扰能力强等 缺点：由于元件或负载的惯性，易引起振荡， 使系统不稳定；结构复杂、价格贵、维修人员 要求文化素质高。 8 人工控制过程： 1、观测温度（被控量） 2、与要求温度（给定 量）比较，得出偏差的 大小和方向 3、根据偏差进行控制 控制过程： 测量，求偏差，控制以纠正偏差