自动控制原理-第一章1.pptVIP

自动控制原理教案 自动控制原理 第一章 控制理论的一般概念 * * 授课教师：刘洪锦 天津理工大学自动化系 电 话E-mail ：lhj@tjut.edu.cn 2005级自动化专业 《自动控制理论》简介 ? 自动控制原理是自动化类专业专业基础课，是自动控制技术的基础，是研究自动控制共同规律的技术科学。 自动控制理论可分为 自动控制原理（经典控制理论）和现代控制理论。 开始主要用于研究工程技术领域的自动控制问题，现已将其应用范围扩展到非工程领域，如应用到经济学、生物医学、社会学、生产管理等领域 自动控制理论已成为普遍使用的基础理论。 我们本学期介绍的自动控制原理是自动控制技术基础的基础，计划授课64学时，实验单独授课。 参考书： 《自动控制原理》 谢克明等， 电子工业出版社 《自动控制原理》 胡寿松主编， 科学出版社 《现代控制工程》（日）绪方胜彦， 科学出版社 自动控制理论: 自动控制理论的划分是以控制理论发展的不同阶段人为归纳为： 建立在时域法、频率法和根轨迹法基础上的经典控制理论 建立在状态空间法基础上的现代控制理论 经典控制理论：主要研究单输入、单输出（SISO）线性定常系统的分析和设计问题。其基本方法是采用描述输入-输出关系的传递函数为基础，包括：时域法、频域法、根轨迹法、相平面法等，工具：乃氏曲线，伯德图，尼氏图，根轨迹等曲线。 现代控制理论： 主要研究具有多输入—多输出系统（MIMO）、变参数系统的分析和设计问题。基本方法是采用描述系统内部特征的状态空间的方法，更多的采用计算机作为其工具 自动控制原理包括下列内容： 第一章：控制理论的基本概念基础 开、闭环，分类 第二章：数学模型 描述系统运动状态的数学表达式 微分方程 传递函数 结构图 信号流程图 基础 第三章??? 动态性能、静态性能、一 二阶系统分析 第四章??? 根轨迹分析法 常规根轨迹、特殊根轨迹 ? 第五章 频域分析法 频率特性、频域指标、频域分析 三种基本 分析方法 设计方法： 第六章 系统综合与校正 第七章?????非线性系统与分析 第八章? 采样控制系统 内容介绍： 1、掌握自动控制系统的一般概念及其组成与分类； 2、掌握控制系统的基本性能要求。 §1-1 概述 自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象的某一物理量自动地按照预定的规律运行的控制，称为自动控制。 前题：没有人直接参与 目标：被控对象（某一物理量） 手段：利用控制装置 自动控制的发展： 二十世纪20-40年代，一些国防和通信自动化系统的研制，终于形成了以时域法、频率法和根轨迹法为支柱的“古典”控制理论。 二十世纪60年代以来，随着计算机技术的发展和航天等高科技的推动，在古典控制理论的基础上，又产生了基于状态空间模型的所谓“现代”控制理论。 同时随着自动化技术的发展，又产生最优控制、自适应控制、智能控制。 尽管出现的各种理论都精辟而透彻，但在实践中常常发现仍是古典频域法最为适用。究其原因，在于复杂理论所基于的精确模型难以得到。 另外，使理论实用化的一个重要途径就是数学模拟（仿真）和计算机辅助设计（CAD）。 向大家介绍的古典控制理论是自动控制理论中最基本也是最重要的内容它在工程实践中用的最多，也是进一步学习自动控制理论的基础。 自动控制例子： 1.化工