第1章自动控制原理的一般概念 自动控制理论 课件.pptVIP

（1）恒值控制系统 参考输入是个常值，要求被控量也等于常值。 外部扰动的存在，被控量偏离参考量而出现偏差，控制系统根据偏差产生控制作用，以克服扰动的影响，使被控量恢复到给定的常值。 (3)复合控制方式： 按偏差控制+按扰动补偿控制 按偏差控制+按给定补偿控制 (4)其它新控制方式：最优控制、预测控制、自适应控制、 模糊控制、神经网络控制等。 1-2自动控制系统示例 瓦特离心调速系统 液位控制系统 控制器 减速器 电动机 电位器 浮子 用水开关 Q2 Q1 c if SM 液位系统的自动反馈控制 温度系统的自动反馈控制 冷物料 热物料 加 热 蒸 汽 1-3自动控制系统分类 分类方法 按控制方式：开环控制、闭环控制、复合控制 按元件类型：机械系统、电气系统、机电系统、液压系统、气动系统、生物系统等。 按系统功能：温度、压力、位置、流量等 按系统性质：线性与非线性、连续与离散、定常与时变 按参考量变化规律：恒值、随动、程序控制 1.线性连续控制系统 由系数判定线性时变系统、线性定常系统 线性定常系统根据参考输入量又可分为： 恒值控制系统、随动系统、程序控制系统 系统主要特点： （1）恒值控制系统 参考输入是个常值，要求被控量也等于常值。 外部扰动的存在，被控量偏离参考量而出现偏差，控制系统根据偏差产生控制作用，以克服扰动的影响，使被控量恢复到给定的常值。 （2）随动系统 参考输入是预先未知的随时间任意变化的函数，要求被控量以尽可能小的误差跟随参考输入量变化。 （3）程序控制系统 参考输入是按预定规律随时间变化的函数，要求被控量迅速、准确地复现。 线性定常离散系统 2.非线性控制系统 非线性系统的线性化 1-4 对自动控制系统的基本要求 1. 对自动控制系统基本要求 稳定性（稳）、快速性（快）、准确性（准） “稳”与“快”是说明系统动态（过渡过程）品质。 “准”是说明系统的稳态（静态）品质 系统的过渡过程产生的原因 ： 系统中储能元件的能量不可能突变。 稳定性：当系统输入量的变化趋于某 一稳定值后，系统的被控变量的变化经系统自动控制后也能趋于某一稳定值，而不出现持续的振荡或发散型振荡的现象，即偏差等于0； C（t） t 准确性：系统过渡到新的平衡工作状态以后，或系统受扰重新恢复平衡之后，最终保持的精度，反映了动态过程后期的性能； 快速性：当系统被控量与给定值之间的偏差发生变化时，调整到新的稳定状态所需要时间的长短来反映。 稳定性 是保证控制系统正常工作的先决条件 线性控制系统的稳定性由系统本身的结构与参数所决定的，与外部条件无关。 快速性 是系统在稳定的条件下，衡量系统过渡过程的形式和快慢，通常称为“系统动态性能”。 准确性 是在系统过渡过程结束后，衡量系统输出（被控量）达到的稳态值与系统输出期望值之间的接近程度。 一般用稳态误差来衡量。 同一个系统，稳、准、快是相互制约的，提高过程的快速性，会引起系统强烈振荡；改善平稳性，过程又可能变地迟缓，甚至使最终的精度变的很差； 各种不同的系统对稳、准、快的要求也有侧重：随动系统要求快速性，而调速系统则对稳定性要求高些。 注意： 2. 典型外部输入信号 （1）阶跃函数（信号） （2）斜坡函数（信号） （3）脉冲函数（信号） （4）正弦函数（信号 本章小结 自动控制的概念 基本控制方式与特点 系统框图结构 系统性能要求 * 自动控制理论 控制原理教研室 师玉宝 青海大学化工学院化工机械系 第一章 自动控制的一般概念 内容： 1-1 自动控制的基本原理与方式 1-2 自动控制系统示例 1-3 自动控制系统的分类 1-4 对自动控制系统的基本要求 本章重点和难点知识 重点：自动控制的基本概念、基本控制方式与特点、系统性能要求 。 难点：负反馈控制原理，系统工作原理图的理解与方块图(结构图)的绘制。 1.概述 (1)技术及应用 自动控制:指无人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(控制装置),使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。 1-1自动控制的基本原理与方式 自动控制系统实例演示一 水池水位浮球控制系统 播放短片人 播放短片自动 自动控制系统实例演示二 （2）控制理论的发展 人类对控制系统的基本原理（反馈）早有认识，并利用它创造许多装置。如2000年前，罗马人：水位控制系统（淋浴） ，神庙（开关门）英雄装置。中国能工巧匠：苏颂的水运仪象台，张衡的地震方向测定仪。 1786年，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心调节器，是自动控制领域的第一项重大成果。 1868年，英国J.C 麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中