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自动控制原理 2009 第一章自动控制系统的基本概念 ________________________________________________________ • 1.1 引言 • 1.2 自动控制系统的基本概念 • 1.3 闭环控制和开环控制 • 1.4 自动控制系统的分类 • 1.5 对自动控制系统的基本要求 1.1 引言 一、自动控制原理 研究自动控制系统一般规律的学科 ◆分析:对于一个具体的控制系统，如何从理论上对 它的动态性能和稳态精度进行定性的分析和定量 的计算。 ◆综合:根据对系统性能的要求，设计校正装置，使 系统的性能能全面地满足技术上的要求。 二、自动控制理论 • 经典控制理论 • 现代控制理论 •以传递函数为基础；研 •以状态空间为基础； 究单输入-单输出线性定 研究多输入-多输出、 时变、非线性一类控 常控制系统的分析与设 制系统的分析与设计 计问题。 问题。 •理论发展较早，现已臻 •系统具有高精度和高 成熟。 效能的特点。 1.2 自动控制系统基本概念 • 自动控制 • 自动控制系统 • 控制对象 • 反馈 • 控制量 • 反馈控制系统 • 给定 • 随动系统 • 扰动 • 过程控制系统 • 自动控制 • 自动控制 在没有人直接参与的情况下，通过控制器 使被控对象的某些物理量自动地按照预定 规律进行。 控制器 控制对象 控制量 •控制对象 •控制对象 是一个设备，它是由一些机器零件有机地组合在 一起的，其作用是完成一个特定的动作。 在下面的讨论中，称任何被控物体（如加热炉、 化学反应器或宇宙飞船）为控制对象。 •控制量 •控制量 ■受控对象的某些物理量。又称被控量，输出 量等； ■控制量是系统的输出； •给定 •给定 ■给定是系统的输入量。 ■给定又称为参据量，参考量，输入量，参 考输入等； •扰动 •扰动 □扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信 □ 号。 □如果扰动产生在系统内部称为内扰； □ □扰动产生在系统外部，则称为外扰。 □ □外扰是系统的输入量。 □ □自动控制即没有人直接参与的控制，其基本任务 □ 是：在无人直接参与情况下，只利用控制装置操纵 被控对象，使被控制量等于给定值。 □参与控制的信号来自三条通道，即给定值、干扰 □ 量、被控量。 • 自动控制系统 • 自动控制系统 □完成一定任务的一些元、部件的组合。 □ □一般由控制装置和被控对象组成。 □ •反馈控制 •反馈控制 反馈控制是这样一种控制过程，它能够在存 在扰动的情况下，力图减小系统的输出量与 参考输入量（也称参据量）（或者任意变化 的希望的状态）之间的偏差，而且其工作正 是基于这一偏差基础之上的。 •7 反馈控制系统 •7 反馈控制系统 □反馈