机械控制理论概论1.pptVIP

第一章 绪 论 (20) 美国A. Bryson 和Y.C Ho 发表Applied Optimal Control(1969)。Y.C Ho 和X.R Cao等提出离散事件系统理论(1983) (21) 中国批准863高技术计划，包括自动化领域的计算机集成制造系统和智能机器人两个主题(1986) A. Bryson Yu C. Ho P. Kokotovic 第一章 绪 论 (22) IEEE Control Systems Award 获得者。 第一章 绪 论 (23) 第一台火星探测器Sojourner在火星表面软着陆(1996) (24) 旅行者Voyager 一号，二号开始走出太阳系， 对茫茫太空进行探索 第一章 绪 论 自动控制理论 经典控制理论 (19世纪中叶— 20世纪50年代) 线性 非线性 根轨迹法 频域法 时域法 波波夫法 李雅普诺夫法 描述函数法 相平面法 采样控制 Z变换法 现代控制理论 (60年代以来) 状态反馈控制 最优控制 智能控制 预测控制 自适应控制 模糊控制 大系统多层分散控制 第一章 绪 论 以传递函数为基础，研究单输入-单输出一类定常控制系统的分析与设计问题。这些理论由于其发展较早,现已臻成熟。 经典控制理论 以状态空间法为基础,研究多输入-多输出、时变、非线性一类控制系统的分析与设计问题。系统具有高精度和高效能的特点。 现代控制理论 本 课 程 的 任 务 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。 第一章 绪 论 1-2 基本概念 反馈 反馈控制 系统 开环系统 闭环系统 第一章 绪 论 第一章 绪 论 把一个系统的输出信号不断直接或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去，称为反馈。若反馈的信号与输入信号相减，使产生的偏差越来越小，则称为负反馈；反之，则称为正反馈。 反 馈 采用负反馈并利用偏差进行控制的过程。 由于引入了被反馈量的反馈信息，整个控制过程成为闭合的，因此反馈控制也称闭环控制 第一章 绪 论 反馈控制 系 统 完成一定任务的一些元、部件的组合 第一章 绪 论 第一章 绪 论 开环系统 如果系统的输出量与输入量间不存在反馈通道，即输出量对系统无控制作用。 第一章 绪 论 闭环系统 凡是系统输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈的回路，称为闭环系统。 第一章 绪 论 闭环与开环控制系统的比较 闭环控制系统的特点 偏差控制，可以抑制内、外扰动对被控制量产生的影响。精度高、结构复杂，设计、分析麻烦。 开环控制系统的特点 顺向作用，没有反向的联系，没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、调整方便、成本低。 1-3 对自动控制系统的基本要求  可以归结为稳定性、准确性和快速性 第一章 绪 论 稳定性要求当系统受 到扰动后，经过一定 时间的调整能够回到 原来的期望值。稳定 性是对系统的基本要 求，不稳定的系统不 能实现预定任务。稳 定性，通常由系统的 结构决定与外界因素 无关。 第一章 绪 论 稳 用稳态误差来表示。 在参考输入信号作用 下，当系统达到稳态 后，其稳态输出与参 考输入所要求的期望 输出之差叫做给定稳 态误差。显然，这种 误差越小，表示系统 的输出跟随参考输入 的精度越高。 快速性是对过渡过程 的形式和快慢提出要 求，一般称动态特性 准 快 实例分析 第一章 绪 论 下图是一个液位控制系统原理图。在这里，自动控制器通过比较实际液位与希望液位，并通过调整气动阀门的开度，对误差进行修正，从而保持液位不变。 第一章 绪 论 第一章 绪 论 控制器：比较、放大的作用 浮 子：液面高度的反馈元件 Q2为系统的干扰量 气动阀门：执行机构 被控对象：水箱 机 械 控 制 理 论 精 品 课 件 老师：王丽君 机 械 控 制 理 论 第一章 绪 论 第一章 绪 论 1-1 概述 1-2 基本概念 1-3 对控制系统的基本要求 自动控制技术与人类进步 自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程中发展起来的一门重要的科学技术。依靠它，人类可以从笨重，重复性的劳动中解放出来，从事更富创造性的工作。自动化技术是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高技术之一，是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技术。自动化也即现代化。 第一章 绪 论 第一章 绪 论 I.前期控制(Early Control)(1400B.C. - 1900) (0) 中国，