自动控制原理第1章 教案.pptVIP

自动控制原理 自动控制原理 课程介绍 周数：17周 讲课：51学时 实验：17 学时 学分：3.5 课程的性质和特点 课程的性质和特点 水箱水位控制问题（自动控制系统的要素） 1-1自动控制的基本原理 1-1自动控制的基本原理 1-1自动控制的基本原理 1-1自动控制的基本原理 二、反馈控制系统的基本组成 反馈控制系统：被控对象、控制装置 控制装置：由具有一定职能的各种基本元件组成。 给定元件、比较元件、测量元件 放大元件、执行元件、校正元件 自动控制系统的基本控制方式 反馈控制方式 ：按偏差进行控制，较高的动静态控制性能；结构、线路复杂，系统分析与设计较复杂。 开环控制（顺序控制）：系统输出量对系统的控制作用不产生影响，结构简单、调整方便、成本低 函数记录仪 飞机-自动驾驶仪系统 电阻炉微机温度控制系统 锅炉液位控制系统 1-4 自动控制系统的基本要求 1、对自动控制系统基本要求 1-4 对自动控制系统的基本要求 快速性 是系统在稳定的条件下，衡量系统过渡过程的形式和快慢，通常称为“系统动态性能”。 准确性 是在系统过渡过程结束后，衡量系统输出（被控量）达到的稳态值与系统输出期望值之间的接近程度 2. 典型外部输入信号 （1）阶跃函数（信号） （2）斜坡函数（信号） （3）脉冲函数（信号） （4）正弦函数（信号） * * 张 会 红 2013年2月 宁波大学信息科学与工程学院 教材： 《自动控制原理》胡寿松 主编 科学出版社 参考书目： 《控制工程导论》周雪琴 张洪才 编 西北工业大学出版社 《自动控制原理》晁勤 傅成华 等编著 重庆大学出版社 课程特点：研究系统的共性问题 实际 系统 物理 模型 数学 模型 方法（系统组成 分析、设计） 自动控制理论已经发展为理论严密、系统完整、逻辑性很强的一门学科。已从基本反馈控制原理发展到：自适应控制、优化控制、鲁棒控制、大系统控制、智能控制等 自动控制理论是一门基础性的技术学科，从方法论的角度来研究系统数学模型的建立、系统的分析与设计。 主要内容：自动控制的一般概念、物理系统的数学模型、控制系统的一般分析方法、系统的设计或校正等内容 所涉及到的先修课程及内容： 电路理论，模拟电子技术，大学学物理（力学，热力学等）微积分（含微分方程）、复变函数，拉普拉斯变换 控制理论的应用：包括控制技术及控制原理的应用 主要的学习目的和任务： 掌握关于自动控制系统的基本概念、基本理论和基本方法；初步掌握控制系统的数学模型建立、系统分析和综合方法 在杭州举行的“中日旅游资源交流展”上，日方向杭州市民展示了一组别出心裁的“机器狗”，”吸引了广大杭州市民的眼球，这组由日本学生研发的科技含量甚高的“机器狗”非常神奇，不仅会踢足球，还会打中国传统武术——太极拳。 “机器狗” 打太极拳 变形金刚 ■中科院沈阳自动化研究所研制的“变形金刚” 分开来每个轮子都可独立行动“各自为战”，连在一起就变身成一个完整的机器人。 专家认为，这种机器人跨越障碍时风险性小于美国用于探测火星的“机遇”号 记者从中科院沈阳自动化研究所获悉，这样的“变形金刚”机器人已由该所研制成功。 2011年波士顿动力公司在美国军方的支持下研制出一种机器狗 起源与应用：工业革命的到来，为自动化的发展带来了巨大的动力。1788年，为了解决工业生产中蒸汽机的速度控制问题，瓦特在蒸汽机上安装了一个飞球… 第1章 自动控制的一般概念 左图为18世纪末英国的一个采煤场的场景 第1章 自动控制的一般概念 第1章 自动控制的一般概念 　　在第二次世界大战中，同盟国军队的主要作战武器是火炮。 　　美国以维纳为首的科学家设计了一系列的自动控制装置和系统 　　这些装置和系统大大提高了火炮射击的精度，改善了雷达跟踪目标的能力，还解决了鱼雷、飞机等导航的关键问题，大大提高了盟国军队的作战能力 维纳和罗森布鲁埃特的著作：《控制论》的发表标志着自动化技术正式诞生 第1章 自动控制理论的一般概念 自动控制的奥妙（以拿杯子的过程为例） 　　自动化设备和机器的关键就在于反馈的存在，正是有了它的存在，才使自动化成为可能 。 第1章 自动控制理论的一般概念 眼 手 脑 控制对象：水箱系统 被控量：水箱水位 控制要求：实际水位=希望值 人工控制系统 人的作用：主要完成测量、比较和执行三种任务 闭环控制（反馈控制） 干扰：流入量和流出量的变化 1-1自动控制的基本原理 第1章 控制系统导论 水箱水位控制问题 给定 控