《自控课后题》PPT课件

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1、第1章自动控制的基本概念自动控制原理PrinciplesofAutomaticControl普通高等教育“十一五”国家级规划教材机械工业出版社Chapter1FundamentalConceptsofAutomaticControl本课程64学时【8学时实验】,16周学完必修考试课，成绩考核：期末试卷成绩占总成绩的80%，考勤及作业占10%，实验占10%。参考教材：“自动控制原理”孟华主编机械工业出版社自动控制原理3第1章自动控制的基本概念本章介绍自动控制的基本概念、自动控制系统的构成和特点、自动控制系统的几种类型等。1.1概述1.2自动控制的基本原理1.3

2、控制系统的分类1.4对控制系统的性能要求习题自动控制原理420世纪40年代“经典控制理论”(ClassicalControlTheory)正式诞生，代表作是维纳（Wiener）1948年发表的《控制论》（CyberneticsorControlandCommunicationintheAnimalandMachine）。“经典控制理论”以传递函数(transferfunction)为数学工具，研究对象主要是一类线性的单输入单输出自动控制系统(linearSISOautomaticcontrolsystems)。60年代初，第一颗人造卫星上天，太空飞船成功登月

3、，催生了“现代控制理论”(ModernControlTheory)。“现代控制理论”以状态空间法(state-spacemethod)为基础，主要研究非线性、时变、多输入多输出自动控制系统(nonlineartime-variantMIMOautomaticcontrolsystems)的分析analysis和设计design问题。1.1概述IntroductiontoAutomaticControlstheregulatorofHeronofAlexandria调节器工作方式如下：火，作为系统的输入，加热祭坛底部的空气，热（膨胀的）空气将水从中容器（罐1）

4、推到桶（罐2）中。罐1的位置是固定的，桶由缠绕在门轴上的绳索吊起来，W为配重，当桶为空时，在配重W作用下，门关闭。当桶中有适量的水时，向下移动，而配重W向上移动，门被自动打开。当火被熄灭时，水从桶中回流到罐1，配重W向下移动，大门自动关闭。自动控制系统简要的历史回顾HistoricalReviewWatt’scentrifugalspeedregulator控制应用始于18世纪下半叶，1769年詹姆斯瓦特JamesWatt发明了第一台离心式调速器，广泛用于机车控制。特别是，用来控制蒸汽发动机的转速。实现如下：随着蒸汽机角速度的增大，离心力推动小球向上，蒸汽阀

5、门关小。随着蒸汽阀门关小，从锅炉进入引擎的蒸汽减少，蒸汽机的角速度减小。反之，随着蒸汽机角速度的下降，小球向下，蒸汽阀门开大，进入发动机的蒸汽量增加，角速度增加。通过这种方式，调节发动机转速。瓦特的离心调速器TableSelectedHistoricalDevelopmentsofControlSystems1769JamesWatt'ssteamengineandgovernordeveloped.TheWattsteamengineisoftenusedtomarkthebeginningoftheIndustrialRevolutioninGreatB

6、ritain.Duringtheindustrialrevolution,greatstridesweremadeinthedevelopmentofmechanization.。technologyprecedingautomation.1800EliWhitney'sconceptofinterchangeablepartsmanufacturingdemonstratedintheproductionofmuskets.Whitney'sdevelopmentisoftenconsideredasthebeginningofmassproduction

7、.1868C.Maxwellformulatesamathematicalmodelforagovernorcontrolofasteamengine.1913HenryFord'smechanizedassemblymachineintroducedforautomobileproduction.1927H.S.BlackconceivesofthenegativefeedbackamplifierandH.W.Bodeanalyzesfeedbackamplifiers.1932H.Nyquistdevelopsamethodforanalyzingth

8、estabilityofsystems.1941Cr