第一章__控制系统导论2010.pptVIP

1965年，Zadeh提出模糊集合和模糊控制概念。 Lofti Zadeh 自动控制原理 自动化技术是当代发展最迅速、应用最广泛、最引人注目的高新技术，是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技术，在某种程度上说，自动化是现代化的同义词。 控制理论促进了工业自动化的发展 BMW (德国宝马）轿车的生产过程 自动控制原理 现代自动控制系统的监控与操作 自动控制原理 Internet 1#子系统 （分厂、车间） 防火墙 总公司管理系统 2#子系统 （分厂、车间） N#子系统 （分厂、车间） 远程子系统 远程用户 远程服务 外部网络 内部网络 核心交换机 自动控制原理 装置操作层 经营决策层 生产计划层 基础控制层 生产调度层 计 算 机 网 络 数 据 库 CIMS的结构与功能 自动控制原理 一、控制 控制：定义为某个主体使某个客体按照一定的目的来动作。 通常我们称 主体是人的控制称为人工控制； 主体是机器的控制称为自动控制； 主体是由人和机器共同组成的控制称为半自动控制； 1.2 控制的含义 自动控制原理 二、人工控制和自动控制 （一）人工控制举例 人的体温控制，自行车速度控制 收音机音量控制 （二）自动控制举例 空调器温度控制，汽轮机转速控制，声控，光控路灯，工业加热炉，雷达高射炮，人造卫星，宇宙飞船，导弹制导，自动驾驶等等。 1.2 控制的含义 自动控制原理 1.3 反馈控制的原理 一 反馈应用 1. 负反馈放大器: H.S.Black 通讯技术 毫不夸张地说，没有布莱克的发明，就没有今天的长距离电话和电视网络。 自动控制原理 2 .飞锤调节器 1.3 反馈控制的原理 自动控制原理 二 反馈控制原理 把输出量的一部分检测出来,反馈到输入端,与给定信号进行比较，产生偏差,此偏差经过控制器产生控制作用,使输出量按照要求的规律变化 反馈信号与给定信号极性相反为负反馈,反之为正反馈 1.3 反馈控制的原理 自动控制原理 三 一个实例 图示是表示一台发电机1向负载供电。 V 负载 u + - + - 1 3 + - If 2 4 1. 被控对象 2.被控量或输出量 3. 给定值/整定值 4.偏差值 5.反馈控制 6.闭环 7.控制器 8.控制系统 9.反馈 10.负反馈 - 1.3 反馈控制的原理 自动控制原理 u + - If 4 + - 3 V 负载 + - 1 I + - uab u0 5 6 7 8 2 图示是表示一台发电机1向负载供电，由上例的人工控制系统改为自动控制系统。 比较电路 小电动机—执行电动机 放大电路 1.3 反馈控制的原理 自动控制原理 闭环控制系统中的基本术语 1. 被控对象 2.被控量或输出量 3. 给定值/整定值 4.偏差值 5.反馈控制 ：被控的物体或过程 ：被控对象的输出，也称为输出量 ：被控制量与它的整定值相比较，二者之间的 差值（偏差），称为偏差值。 ：希望被控量应该具有的数值 ：人们先从被控制对象获取信息，反过来又把调节被控制量的作用馈送给被控制对象，这种控制方法称为反馈控制。 自动控制原理 闭环控制系统中的基本术语 6.闭环 7.控制器 8.控制系统 9.反馈 10.负反馈 ：在反馈控制装置中，关于被控制量的信息 被获取后，经过一些中间环节，最后又作用于被控制量自身，使之发生变化，这样信息的传送途径是一个自身闭合的环，称为闭环。 ：控制作用的方向与偏差的机性相反的反馈，称为负反馈。 ：被控制对象与控制器组成一个控制系统。 ：将系统的输出量馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较的过程，称为反馈。 ：在闭环中，除了被控制对象，实现控制的设备，称为控制器 自动控制原理 1.4 控制系统方框图 在研究自动控制系统时，为了便于分析并能清楚地表示系统各环节间的相互影响和信号传递关系，一般习惯于把自动控制系统用方框图（或称为方块图）来表示。 在方框图中，系统的每一个组成部分（或称环节）用一个方框来代表，环节间用带箭头的作用线连接起来，表示环节之间的信号传递关系，其中箭头方向代表作用方向。 一个环节所接受的作用称为该环节的输入量，而输入量在该环节中引起的变化称为该环节输出量。 自动控制原理 自动控制系统至少包括测量、变送元件、控制器等组成的自动控制装置和被控对象，它的组成方框图如图所示。 1.4 控制系统方框图 自动控制原理 1. 用方框图表示司机沿给定路线行驶时观察道路正确驾驶的反馈过程。 思考： 解：司机根据眼睛观察到的车行使路线及车的前进方向，估计车的前进路线，再由实际道路与估计的前进路线的差指挥手来操纵方向盘，