1-1 自动化专业概述 自动控制原理课件.ppt

1.3.3控制系统设计要求 自动控制系统的设计原则 1、系统分析 A 确定系统任务； B 明确：被控对象、被控量、给定值、测量元件、执行机构和比较元件； C 系统工作原理； D 系统原理方框图。 2、系统设计 3、实验仿真 4、控制实现 自动控制理论发展 1、 经典控制理论 19世纪伴随西方工业革命 数学工具：时域、复域、频域 单输入、单输出 2、现代控制理论 20世纪60年代初 伴随航天技术发展 线性系统、最优控制、最优估计、系统辨识 3、智能控制 20世纪70年代,人工智能：神经网络、专家系统、模糊控制、智能体、 数学工具：模糊数学、概率、小波分析。 名词解释 1.被控对象（plant） 指被控制的设备或过程 2. 控制器（控制装置controller）除了被控制对象之外的各部分的组合； 3. 控制系统(control system) 受控对象与控制装置构成控制系统。 4. 给定值（期望值、输入量reference/input） 被控制量要求的变化规律( Excitation applied to a control system from an external source).；； 5. 被控量(controlled variable) 被控制的物理量； 6. 输出（Output） The response obtained from a system （通常与被控量一致。） 7.干扰(disturbance) 所有使被控量偏离期望值的因素 8. 反馈（Feedback） The output of a system that is returned to modify the input. 本次课程重点 1.掌握有关自动控制理论的一些基本概念 2.握负反馈控制原理 3.掌握由工作原理图画出相应方框图的方法 自动控制理论的扩展 生物领域：人体温的调节机能，如眼睛瞳孔对光线的调节能力， 人手拿书的控制过程。 经济领域：价值规律：商品价格由市场供需关系的调节在商品价值附近波动的过程，银行利率与股市、房地产市场 社会领域：教学过程。 (26) IEEE Control Systems Award 获得者。 3、控制科学与工程学科（一级学科） 控制科学与工程的核心问题是信息，包括信息提取、信息传播、信息处理、信息存贮和信息利用。 我国自动化本科专业：自动化系、自动控制系、信息与控制工程系。 控制科学与工程（一级学科） 控制理论 与控制工程 检测技术与自动化装置 模式识别与智能系统 系统工程 飞行器导航制导与控制 4、我国自动化专业的特点 多学科交叉特点——利于培养宽口径人才 突出的方法论特点——利于培养创新人才 系统、集成的特点——利于培养将才、帅才 二 课程性质与定位 广义科学技术体系结构 自动化科学的定位与任务 自动化技术的定位与任务 自动化与自动科学技术的关系 “自动控制原理”的课程性质与定位 1、广义科学技术体系结构 2、自动化科学的定位与任务 定位：一门技术科学、一门应用基础科学 研究的基本任务： 为自动化技术（包括设计、制造、控制和管理计算机集成制造系统CIMS、计算机集成过程控制系统CIPS等先进自动化系统）和控制工程（包括控制航天器这样的设备）提供科学理论基础。 致力于带有一定普遍性或共性的新的控制原理和新的系统方法的研究，使其在实际控制工程和自动化技术中发挥创新的作用。 3、自动化技术的定位与任务 定位：一门工程应用技术 研发的基本任务： 一方面将自动化科学原理与方法转换为工程实用技术（包括工具和手段），使之能应用于工程实际，将自动化科学的研究成果迅速转换为生产力； 另一方面将工程实际中遇到的技术问题提炼、抽象成为科学问题，为自动化科学研究提供新的研究对象。 4、自动化与自动科学技术的关系 ——相互依存关系 自动化科学与技术是自动化的源泉与基础； 其物化是自动化设备与系统； 其应用包括自动化设计、自动化制造、 自动化工程、自动化管理、 自动化决策、自动化运行等。 自动化（应用） 是自动化科学与技术的用武之地； 是自动化专业毕业生的主要用武之地。 5、“自动控制原理”的课程性质与定位 自动化专业的专业基础课、学位课、考研主要专业课程 属于自动化科学范畴，研究一些共性的、具有普遍规律的问题。 三、课程内容 课堂讲授部分（44学时） 自动控制的一般概念 动态系统的数学模型 线性系统的时域分析法 线性系统的根轨迹法 线性系统的频率分析法 线性系统的校正方法 四、课程目标 要求学