机械工程控制基础+chap1

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1、控制论是研究什么的？定义？说法一：“控制论”是关于机器的理论说法二：“控制论”是电子计算机和电子学的理论说法三：“控制论”就是类似于数学的一门学科说法四：“控制论”是关于动物和机器中控制和通信的科学（维纳定义）“控制论”是以研究各种系统共同存在的控制规律为对象的一门科学。控制论”就是要揭示包括机器、生物、社会在内的各种不同的控制系统的共同规律。是研究各种系统共同控制规律的科学，是方法论。第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering维纳是如何发现问题、提出问题并创立这一全新

2、的学科的呢？人的有目的的活动VS具有控制功能的机器取物火炮打敌机感觉器官：眼、耳检测机构：雷达中枢决策器官：大脑决策机构：指挥仪效应器官：手、脚……执行机构：随动系统第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering问题1：各种系统有什么共性？尽管机器与动物在本质上有着天壤之别，有着无生命与有生命的差别，但从机器控制的动作和人的行为过程来看，他们有着相当确切的“同构性”。第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering第

3、一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering问题2：究竟是什么东西使的尽管在质的方面有着天壤之别的机器和人在行为活动中，有如此相似的过程呢？开汽车用手取物方向盘手臂神经输入端转动机构手臂、肌肉、大脑执行机构（控制机构）车轮手指输出端力生物电信息共同点：控制内容的消息----信息，正是控制部分和受控部分之间发生了这种信息的联系、信息的运动，控制过程才得以实现。控制过程就是系统中信息运动的过程。控制机工作，实际上就是以某种方式向机器发出信号，机器接受信息的地方叫输入端。机器接受

4、到控制信息产生一系列动作，去完成指定工作，产生这些运动的地方叫执行机构或控制机构。机器完成了指定的工作，产生出工作效果的地方叫输出端。第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering问题3：控制过程是怎样具体实现的呢？信息是以怎样的形式实现控制和操纵的呢？控制的反馈机制控制理论中称信息的双向运动为“反馈联系”。“反馈”是指：控制系统把信息传输出去后，又将信息的作用返回到控制系统，并对控制系统的再输出产生影响。第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&el

5、ectronicengineering控制论中的三大要素：同构理论信息的流通、交换反馈机制第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering第一章控制系统的基本概念一、机械工程控制论的研究对象与任务二、控制系统的工作原理及其组成三、控制系统的基本类型四、对控制系统的基本要求五、本课程的任务及主要内容第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering第一章控制系统的基本概念第一章控制系统的基本概念Collegeofmecha

6、nical&electronicengineering一、机械工程控制论的研究对象与任务系统是由相互联系、相互作用的若干部分构成且具有一定运动规律的一个有机整体。是按一定规律联系在一起的元素的集合。系统及广义系统要素：元素元素之间的关系第一章控制系统的基本概念第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering机械工程控制论实质上是研究机械工程技术中广义系统的动力学问题。具体地说，它研究的是机械工程广义系统在一定的外界条件（即输入或激励、干扰）作用下，从系统的一定的初始状态出发，

7、所经历的由其内部的固有特性（即由系统的结构与参数所决定的特性）所决定的整个动态历程；研究这一系统及其输入、输出三者之间的动态关系。机械工程控制论的研究对象系统输入输出外界作用系统内部的信息传递与交互系统的响应第一章控制系统的基本概念第一章控制系统的基本概念Collegeofmechanical&electronicengineering从系统、输入、输出三者之间的关系出发，根据已知条件与求解问题的不同，机械工程控制论的任务可以分为以下五种：（1）已知系统和输入，求系统的输出，即系统分析问题；（2）已知系统和系统的理想输出，设计输入，

8、即最优控制问题；（3）已知输入和理想输出时，设计系统，即最优设计问题；（4）输出已知，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息，此即滤波与预测问题；（5）已知系统的输入和输出，求系统的结构与参数，即系统辨识问题。机械工程控制论的研究任务