控制与控制系统讲座精品.pptVIP

* 武汉理工大学机电学院 容一鸣 对数幅频特性坐标图的坐标系 对数幅频特性图中的横坐标也称为频率ω轴，采用对数分度，但标注频率的实际值，单位是rad/s； * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 对数幅频特性图中的纵坐标为L(ω)，表示对数幅频特性的函数值。线性分度，单位是分贝dB。 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 对数相频特性的纵坐标表示相频特性的函数值，单位是度（°）。 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 2.4 机电一体化系统 机电一体化是机械工程学中采用电子工程学的体现。 机电一体化是把机械学和电子学有机结合起来， 提供更加优越技术的一种技术。 机械技术的机械学和电子技术的电子学组合起来的总称。 日本机械振兴协会经济研究所(1981.3)：机电一体化这 个词乃是机构的主功能、动力功能、信息处理功能和 控制功能上引进了电子技术，并将机械装置和电子设 备以及软件等有机结合起来构成的系统的总称。 美国ASME1984年提出现代机械系统的定义： 由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括 机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和（或） 机电部件相互联系的系统。 Mechanics—Electronics * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 机电一体化系统的组成 五官 头脑 手足 骨骼 心脏 传感器 计算机 执行器 机械本体 动力 人体的五大部分 机电一体化产品的 五大部分 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 机电一体化系统的一般结构 控 制 器 执行器 机 械 本 体 检测器 A/D 接 口 D/A 驱动 动力源 现代系统一般 采用计算机 信息储存、分析处理 数值计算、分析 发出各种控制命令 完成各种动作 行为、状态检测 机身 机架 工作台 提供能量去驱动执行机构 信号转换 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 机电一体化相关技术 精密机械技术 计算机与信息处理技术 系统技术——接口技术 自动控制技术 传感与检测技术 驱动技术（伺服控制，功率传动） * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 3. 信号处理与分析 武汉理工大学机电学院 容一鸣 武汉理工大学机电学院 容一鸣 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 系统、信号与控制⑵ 大器虽然晚年成， 卓荦全凭弱冠争。 多识前贤蓄其德， 莫抛心力贸才名。 〔清〕龚自珍【己亥杂诗】 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 培养无师自通能力 可以预言，未来的“文盲”将不再是目不识丁的人，而是一些没有学会学习方法，不会自己钻研问题，没有预见能力、分析能力的人。 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 2. 关于控制与控制系统 阀门 水箱 浮子 给定液位 实际液位 物质流 干扰信号 杠杆 一 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 2.1 控制系统的基本概念 大脑 脚踏油门 汽车 车速表 期望车速 实际车速 反馈信号 偏差 汽车的恒速控制 驱动系 能量流 道路坡度等的影响 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 汽车的行驶轨线控制 大脑 方向盘 汽车 眼睛 期望轨线 实际轨线 反馈信号 偏差 转向系 能量流 横风等的影响 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 定义：控制与自动控制 所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器)，使机器、设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控量、输出)自动地按照预定的规律运行。 控制就是按照预先给定的目标，改变系统行为或性能的方法学。 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 2.1.1 控制系统基本组成与工作原理 控制器 执行器 受控对象 检测器 输入 输出 反馈信号 干扰信号 能量流 物质流 信息流 控制规律 偏差信号 控制器：现代控制系统一般采用计算机，完成比较、放大、变换等信号处理工作，输出控制规律；比较器就是最简单的控制器。执行器和受控对象合称受控系统，它一般是一个能量传动系统，一个动态系统。 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 2.1.2 反馈控制原理 检测输出 比较得偏差 纠正偏差 控制的目的？——输入是什么？ 输出是什么？——描述对象特征的某个物理量 输出如何检测？ 受控对象是谁？ 基于负反馈基础上的检测偏差用以纠正偏差的控制原理称之为反馈控制原理。 * 武汉理工大学机电学院 容一鸣 2.1.3 控制过程的物理本质 从物理本质上看，控制过程是一种信息处理及控制能量（物质、信息）按给定规律进行转移的过程。 控制器 执行器 受控对象 检测器 输入 输出 反馈信号 干扰信号 能量流 物质流 信息流 控制 规律 偏差信号 提高信息处理能