【7A文】自动控制理论-引论.ppt

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1、来自www.3722.cn中国最大的资料库下载自动控制理论目录第一章引论第二章控制系统的数学模型第三章时域分析法第四章根轨迹法第五章频域分析法第六章控制系统的校正鲍一丹来自www.3722.cn中国最大的资料库下载第一章引论§1-1控制系统的基本形式§1-2自动控制的类型§1-3对控制系统的要求*一些术语§1-1控制系统的基本形式例.人力控制的热力系统排冷凝水冷水蒸汽热水温度计自动控制的热力系统排水控制阀蒸汽热水冷水温度传感器希望温度将时间温度与希望温度进行比较，如不到，则开启控制阀。误差越大，开度越大；反之则关闭控制阀，达到控制温度。自

2、动控制器比较：上述人工和自动控制系统的工作原理相似点：眼睛＝测量装置（传感器）头脑＝自动控制器肌体＝执行机构来自www.3722.cn中国最大的资料库下载在没有人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程能自动地按预定规律运动。自动控制定义：一、闭环控制系统：输入量×对象或过程测量元件输出量控制器闭环控制系统原理框图定义：或：闭环控制系统就是反馈控制系统（多通道）凡是系统输出信号对控制作用有直接影响的系统叫闭环控制系统。控制原理：输入信号与反馈信号之差-----误差信号加到控制器上，使系统朝着减少误差的方向发展（用误差控制）来自www.3

3、722.cn中国最大的资料库下载闭环系统的两个特点1.它有主通道（前向通道）和反馈通道2.系统是采用差值进行控制的二、开环控制系统输入量控制器对象或过程输出量（单通道）定义：输出量对系统控制作用没有影响的控制系统。来自www.3722.cn中国最大的资料库下载例：洗衣机：浸泡，洗涤，漂清，脱水依次进行，无需对输出信号（衣服的清洁程度）进行测量。十字路口的交通灯绿（20秒）黄（2秒）红（15秒），此系统不是反馈系统。若系统能够自动测量交通的流量，从而调整红绿灯持续的时间，则是闭环。生活中的各种控制形式？三、开环与闭环的比较前述的温度控制系统

4、改成改成开环系统：隔一段时间就放入一些蒸汽加热，就不如闭环的精确，因为有各种干扰的存在（环境温度、用热水的量）。由此可见：闭环不易受各种干扰的影响，保持输出的精确，而开环不行。但：闭环稳定性是一个重要的问题，很可能振荡。而开环不存在这个问题。开环简单。因此：当系统在无法预测的扰动或参数变化时，闭环才有优越性。§1-2自动控制系统的类型一、线性和非线性系统组成系统的元器件特性均为线性，能用线性常微分方程描述其输入输出关系的，为线性系统（系统响应特征与初始状态无关）只要有一个元器件的特性不能用线性方程来描述，即为非线性系统（死区，饱和，间隙）

5、严格的讲，实际上不存在严格的线性系统，但是只要非线性不严重，能等效成为线性，均可认为是线性。其中，解决线性和非线性的分析方法是不一样的。二、连续系统和离散系统连续——系统各部分的输入输出信号都是连续函数的模拟量离散——系统的部分信号是一数字脉冲和数码形式传递的。如用数字计算机和数字控制的系统——数字控制系统三、随动系统（伺服系统）和恒值系统（自动调整系统）随动——给定量是在频繁或是缓慢变化的，要求输出信号以一定的准确性跟随输入量变化，即自动跟踪。恒值控制——给定量是一定的，控制任务是保证输出为一不变的常数，在外界干扰偏离这一数值时，能自动

6、恢复到原定值，如恒温，恒压，恒速。※这两种系统在分析和设计时的理论方法是一样的。四、其他单输入输出——经典控制理论多输入输出——需现代控制理论智能控制系统（1）自学习系统（学习控制系统）人工调节系统中，操作者会不断补充经验，学习怎样操作能最好达到目的，用一个较好的控制器代替人脑后，也会遇到相同的问题（2）自适应系统系统能随环境条件或结构不可预计的变化，自行调整或修改系统参数，（动态特性随时识别），使系统的可靠性增加。（3）模糊控制系统：采用了模糊控制理论例1：自动液位控制装置如图，说明工作原理并画出方框图。返回杠杆调节器浮子阀门水箱希望高

7、度实际高度§1-3对控制系统的要求评价一个控制方案的好坏，有以下几个方面：稳、准、快。稳——稳定性要好。准——精度要高。快——跟踪速度要快，到达稳定的时间要短。发散（不好）收敛（好）不好好0tC(t)希望值稳tC(t)0准希望值好tC(t)0快希望值返回不好输入又叫给定比较环节（综合点）分支点偏差e=r-b前向通道，反馈通道输入r×被控对象反馈环节输出c控制器-扰动neb一些术语：