第1篇 自动控制系统基本概念.pptVIP

* * * * * * * 按元件的类型： 机械系统 电气系统 机电系统 液压系统 气动系统 生物系统 …… 1.4 自动控制系统的分类 * 按系统性能 （主要元件的特性方程）： 线性系统和非线性系统 定常系统和时变系统 连续系统和离散系统 确定性系统和不确定性系统 1.4 自动控制系统的分类 * 线性定常系统按输入量变化规律： 恒值控制系统：输入信号是一个恒定的数值。如：工业生产中的恒温、恒压等自动控制系统。 随动系统：输入信号是一个未知函数。要求控制系统的输出量跟随输入信号变化。如：火炮自动跟踪系统。 程序控制系统：输入信号是一个已知的函数。系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，如化工中的压力、温度、流量控制。 恒值控制系统可看成输入等于常值的程序控制系统。 1.4 自动控制系统的分类和应用 * 恒值控制系统 调速系统：保持电机转速恒定 图1.9 调速系统原理图 图1.10 调速系统方框图 1.4 自动控制系统的分类 * 随动控制系统 位置伺服系统 图1.11 位置伺服系统工作原理图　 1.4 自动控制系统的分类 * 位置伺服系统 图1.12 位置伺服系统方框图　 1.4 自动控制系统的分类 随动控制系统 * 程序控制系统 数控机床系统 图1.13 数控机床开环系统方框图　 1.4 自动控制系统的分类 * 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 1.5 自动控制系统的性能指标 稳定性（稳） 快速性（快） 准确性（准）— 系统稳态特性 “稳”与“快”是说明系统动态（过渡过程）品质。 系统的过渡过程产生的原因 ： 系统中储能元件的能量不可能突变。 “准”是说明系统的稳态（静态）品质。 稳定性 是保证控制系统正常工作的先决条件。线性控制系统的稳定性由系统本身的结构与参数所决定的，与外部条件和初始状态无关。 系统动态特性 * 稳定性 1、对恒值系统：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。 (a)单调过程 (b)衰减振荡过程 (a)单调过程 (b)衰减振荡过程 图1.13 系统给定量突变 图1.14 系统受到扰动 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 * 稳定性 2、对随动系统：被控制量始终跟踪输入量的变化。 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。 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 * 快速性 对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。 稳定高射炮射角随动系统，虽然炮身最终能跟踪目标，但如果目标变动迅速，如炮身行动迟缓，仍然抓不住目标。 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 * 准确性 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。 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 1.脉冲函数 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 为了便于用统一的方法研究和比较控制系统的性能，通常选用几种确定性函数作为典型外作用。 2. 阶跃函数 3.斜坡（速度）函数 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 4. 加速度函数 5. 谐波（正弦）函数 6. 指数信号 1.5.1 对自动控制系统的基本要求 1.5 2 自动控制系统的稳态性能指标 稳态误差 当系统从一个稳态过渡到新的稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统可能会出现偏差，这种偏差称为稳态误差。 系统稳态误差的大小反映了系统的稳态精度，它表明了系统控制的准确程度。稳态误差越小，