第1章 自动控制发展历史自动控制系统应用举例 原理 组成 分类 任务final

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1、自动控制原理杨金显yangjinxian@hpu.edu.cn河南理工大学电气工程与自动化学院成绩评价及要求成绩评价：考试成绩占60%+平时成绩占40%考试方式：闭卷考试平时成绩：试验+出勤+作业+上台演讲(讲一部分内容、学习感受、建议等)）要求：自学Matlab和课前预习最后学会点什么，留点记忆主要内容第一章控制系统的一般概念第二章控制系统的数学模型第三章控制系统的时域分析法第四章根轨迹法第五章线性系统频率响应分析第六章线性控制系统的频率特性校正第七章非线性控制系统基础第一章控制系统的

2、一般概念本章主要内容控制系统的应用举例自动控制原理了解自动控制理论发展的历史自动控制系统组成重点：自动控制系统分类自动控制系统概念控制系统的基本要求基本要求第一章控制系统的一般概念系统：由相互作用、相互依存的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。控制：为了某一目的，对对象施加所需要的操作。自动控制：是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器)，使机器、设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。自动控制系统：是指

3、由控制装置＋被控对象结合起来的，能够对被控对象的一些物理量(被控制量)进行自动控制的一个有机整体。§1.1自动控制系统的应用电子大赛作品自动化技术在日常生活中的应用温度控制，定时控制，防灾报警，自动电器自动化技术在农业中的应用温湿自动控制系统，自动灌溉系统自动化技术在工业中的应用制造业的自动化，电力系统自动化，建筑自动化交通运输自动化，信息自动化自动化技术在军事中的应用新型自动化武器，军事指挥自动化自动化技术在航空、航天和航海中的应用登月计划，航天飞机，飞船，火星探测，微型飞行器§1.1自动控制系

4、统应用文物自动保护装置文物自动保护装置文物自动保护装置§1.1自动控制系统应用魔力花魔力花魔力花§1.1自动控制系统应用机器鱼迷宫小车§1.1自动控制系统应用自动平滑门§1.1自动控制系统的应用自动控制系统组成§1.1自动控制系统的应用1.感应探测器:负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号；2.主控制器:自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。3

5、.动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。4.门扇行进轨道:就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。5.门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。6.同步皮带:用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。7.下部导向系统:是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。§1.1自动控制系统的应用钢铁轧制：轧出厚度一致的高精度铁板（厚度控制，张力控制）数控机床：自动进刀切削，加工出预期的几何形状。§1.1自动控制系统的应用再来看一个

6、控制理论中最典型的例子：倒立摆系统自动控制倒立摆人工倒立摆系统§1.1自动控制系统的应用自动化立体仓库§1.1自动控制系统应用汽车自动焊接生产线机器人雕刻§1.1自动控制系统应用无人驾驶汽车汽车安全气囊§1.1自动控制系统应用先进机器人§1.1自动控制系统应用卫星导航定位系统§1.1自动控制系统应用月球车火星探测器§1.1自动控制系统应用X-47B潜射无人机美军无人飞机暗箭§1.1自动控制系统应用举例JDAMX-51WaveRider-“乘波者”Mach5(About6000Km/h)§1.1自动控制系

7、统应用举例clusterbombHomemadeJDAMBomb§1.1自动控制系统应用举例§1.2自动控制系统工作原理液位控制§1.2自动控制系统工作原理水温的手动控制和自动控制(a)手动控制(b)自动控制水温的手动控制和自动控制的示意图•手动控制•自动控制§1.2自动控制系统工作原理以恒温箱控制工作原理为例1.人工控制原理及方框图2.自动控制原理及方框图恒温箱人工控制观测恒温箱内的温度（被控量）与要求的温度（给定值）进行比较得到偏差的大小和方向根据偏差的大小和方向调节调压器，控制加热电阻丝的电流

8、以调节温度回到要求值恒温箱人工控制控制过程:实质检测偏差,纠正偏差如果温度过高控制手柄使触头左移电阻丝中的电流减少温度下降直到达到给定温度如果温度过低控制手柄使触头右移电阻丝中的电流增大温度上升直到达到给定温度§1.2自动控制系统工作原理恒温箱自动控制恒温箱自动控制过程:如果温度过高U2增加U1不变U1-U2减小控制手柄使触头左移电阻丝中的电流减少温度下降直到达到给定温度如果温度过低U2减小U1不变