东南大学成贤学院自动控制原理ppt(程鹏主编第二版)第一章

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1、2021年6月15日自动控制原理崔晓波Email:xiaobo68@163.com2021年6月15日本门课程的性质:1.重要的技术基础课，阐述有关自动控制技术的基础理论——经典控制论，研究“控制论”在工程中的应用。基本内容——控制论的基本理论、方法、特点、综合设计方法。研究对象——自动控制系统，揭示自动控制系统中存在的信息转换、传递和反馈。2.学习目的：①自动化发展的需要②与信息科学、系统科学关系紧密③掌握控制系统分析与设计的基本方法成绩评定总评成绩=平时成绩+期末考试成绩平时成绩占20%，期末考试成绩占80%无故旷课累计超1/3,抽查旷课五次，缺交作业（含实验报告）三次，不

2、得参加考试，成绩0分2021年6月15日参考书目教材：程鹏主编，《自动控制原理》，高等教育出版社。参考书：1）胡寿松主编，《自动控制原理》，科学出版社，2007年第五版。2）FaridGolnaraghi.BenjaminC.Kuo.Automaticcontrolsystems3）薛定宇，控制系统仿真与计算机辅助设计，第2版，机械工业出版社2021年6月15日2021年6月15日第1章控制系统的基本概念2021年6月15日1.1引言1.2开环控制系统和闭环控制系统1.3自动控制系统的组成1.4自动控制系统的分类1.5自动控制系统的应用实例1.6自动控制理论发展简史1.7对自动

3、控制系统的基本要求2021年6月15日1.1引言2021年6月15日一、控制系统基本概念1.控制（Control）：根据某种原理或方法，使特定对象（被控对象）的某些物理量（被控量）按照预期规律变化的操纵过程。2.人工控制（ManualControl）：由人直接或间接操作执行装置的控制方式。2021年6月15日3.自动控制（AutomaticControl）：是指在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置（或称为控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称为被控对象）的某个工作状态或参数（称为被控量）自动地按照预定的规律运行。4.自动控制理论：是研究有关自动控制共同规律的一门

4、技术科学，是自动控制技术的基础理论，根据发展的不同阶段，其内容可分为经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。2021年6月15日二、人工控制与自动控制示例——水池水位控制1.人工控制被控对象：水池被控量：水池的水位观测实际水位，将期望的水位值与实际水位相比较，两者之差为误差。根据误差的大小和方向调节进水阀门的开度，即当实际水位高于要求值时，关小进水阀门开度，否则加大阀门开度以改变进水量，从而改变水池水位，使之与要求值保持一致。2021年6月15日人脑：记住水位的期望值；人眼：观察水池的实际水位；测量（测量反馈机构）人脑：将水池的期望值-实际值；比较（比较机构）人手：调节进水阀

5、门的开度，执行控制作用。执行（执行机构）是一个反复观察测量、比较、调整执行的过程，力图将水池水位的期望值与实际值之间的差值减为0。人工控制精度不高，人的反应不够快，不少恶劣的场合人无法参与直接控制。自动控制系统可以解决以上问题。2021年6月15日2.自动控制当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且其大小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号将有正的变化，电动机带动减速器使进水阀门开度增加，直到实际水位重新与水位要求值相等时为止。2021年6月15日电位计+连杆—人脑：记住水位的期望值；浮子—人眼：观察水池的实际水位；电位计+连杆—人脑：反映误差（=水位的期

6、望值-实际值）；电动机—人手：调节进水阀门开度，执行控制作用。是一个反复观察测量、比较、调整执行的过程，力图将水池水位的期望值与实际值间的差值减为0，即误差为0。控制过程：测量（测量反馈机构）—浮子比较（比较机构）—电位计+连杆执行（执行机构）—电动机2021年6月15日1.2开环控制系统和闭环控制系统2021年6月15日控制系统的类型很多，它们的结构类型和所完成的任务也各不相同。控制系统中最常见的两种控制方式是开环控制和闭环控制，这两种控制的组合——即为复合控制，相对应的控制系统称为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。2021年6月15日示例——直流电动机转速开环控制系

7、统给定电压ug经放大后得到电枢电压ua，改变ug可得不同的转速n，该系统只有输入量ug对输出量n的单向控制作用。输出端和输入端之间不存在反馈回路。+_电压放大器功率放大器Mc负载n电动机+_+_+电位器1.2.1开环控制系统2021年6月15日只有输入量的前向控制作用，输出量并不反馈回来影响输入量的控制作用，因而，将它称为开环控制系统（Open-LoopControlSystem）。扰动控制信号被控制量给定电压ug转速n被控对象控制装置Mc电压放大器功率放大器直流电动机2021年6月15日开