第2次课课件(455KB).pptVIP

(3) 直流他励电动机: * 例3 直流调速系统（P15） Φ n M Ud Te TL ia (4) 测速发电机: * 例3 直流调速系统（P15） 消除中间变量，最后得： 在一定条件下或在一定范围内把非线性的数学模型化为线性模型的处理方法称为非线性数学模型的线性化。 * 饱和非线性 x y 在工程实际中，控制系统都有一个额定的工作状态和工作点，当变量在工作点附近作小范围的变化,且变量在给定的区域间有各阶导数时，便可在给定工作点的邻域将非线性函数展开为泰勒级数，忽略级数中高阶无穷小项后，就可得到只包含偏差的一次项的线性方程。这种线性化方法称为小偏差法。 第二节 非线性微分方程的线性化 * 例如，设非线性函数y=f(x)如图所示，其输入量为x，输出量为y，如果在给定工作点y0=f(x0)处各阶导数均存在， 在y0=f(x0)附近将y展开成泰勒级数： y=f(x) y0 x0 x y 小偏差线性化示意图 如果偏差Δx=x-x0很小，则可忽略级数中高阶无穷小项，上式可写为 K表示y=f(x)曲线在(x0,y0)处切线的斜率。因此非线性函数在工作点处可以用该点的切线方程线性化。 第二节 非线性微分方程的线性化 作业：习题2-2（b） 2-3(a) 谢谢大家！ * 《自动控制理论》 西华大学电气信息学院 王军 wangjun@mail.xhu.edu.cn * 上次课回顾 1、自动控制系统的一般概念。 就是指在脱离人的直接干预，利用控制装置（简称控制器）使被控对象（或生产过程等）的某一物理量（如温度、压力、PH值等）准确地按照预期的规律运行。 * 上次课回顾 2、开环、闭环控制和自动控制系统的组成 * 控制器 被控对象 测量元件 - 扰动N(s) 控制器 被控制 对象 给定值 输出量 第四节 自动控制系统的分类 一、按描述系统的数学模型不同来分类 1、线性系统 特点：系统由线性元件构成，描述运动规律的数学模型为线性微分方程。运动方程一般形式： ? 式中：r(t)——系统输入量； c(t)——系统输出量 主要特点是具有叠加性和齐次性。 * 2、非线性系统 特点：在构成系统的环节中有一个或一个以上的非线性环节。 非线性的理论研究远不如线性系统那么完整，目前尚无通用的方法可以解决各类非线性系统。 * 第四节 自动控制系统的分类 二、按系统的控制作用来分类 1、恒值控制系统 特点：输入信号是一个恒定的数值。工业生产中的恒 温、恒压等自动控制系统都属于这一类型。 2、程序控制系统 特点：输入信号是一个已知的函数。系统的控制过程 按 预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，如化 工中的压力、温度、流量控制。 恒值控制系统可看成输入等于常值的过程控制系统。 * 第四节 自动控制系统的分类 时间 * 热处理炉温度控制曲线 温度 0 t1 t2 t3 T1 T2 程序控制系统 3、随动系统（或称伺服系统） 特点：输入信号是一个未知函数。要求控制系统的输出量跟随输入信号变化。 * 第四节 自动控制系统的分类 火炮自动跟踪系统——“火炮打飞机”,要求:该系统要求有较好的跟踪能力。 _ _ 受信仪 放大器 减速器 校正装置 检测装置 电机 · · 三、按系统传输信号的性质来分类 1、连续系统 特点：系统各部分信号都是模拟的连续函数。目前工业中普遍采用的常规仪表PID调节器控制的系统。 2、离散系统 特点：系统的某一处或几处信号以脉冲序列或数码形式传递的控制系统。系统中用脉冲开关或采样开关，将连续信号转变为离散信号。其中离散信号以脉冲形式传递的系统又叫脉冲控制系统，离散信号以数码形式传递的系统又叫数字控制系统。 * 第四节 自动控制系统的分类 蒸汽发电机协调控制（计算机控制） * 预期的氧气含量、温度、压力、发电量 给水、 燃料 空气 其他的分类方法： 按功能来分： 温度控制系统、速度控制系统、 位置控系统等。 按元件组成分：机电系统、液压系统、生物系统等。 * 第四节 自动控制系统的分类 * 第五节 对控制系统的性能要求 对控制系统性能的要求概括为三方面: 1. 稳定性 控制系统运行的必要条件，不稳定的系统是不能工作的。 2.稳态性能 过渡过程结束，到达稳态后系统的控制精度的度量。 3.瞬态（暂态）性能 系统动态响应的快速性，系统的过渡过程越短越好。 为了实现自动控制的