哈工程自动化1

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1、自动控制原理自动化学院403教研室土晓陵。教材：《自动控制原理》，胡寿松主编。讲课内容课时安排教学方法第一章〜第六章和第八章，1〜269页，350〜397页，共计317页。一，4；二，8；三，14；四，6；五,12；六，16；八，8；复习与机动，4。注重，基本概念，基本理论和基本方法；提高分析和解决问题的能力；综合应川己学过的课程知识，解决新遇到的问题。作业：认真、及时地完成课后作业，检査所学内容；若有问题，交作业给老师批改；所交作业，要求书写整洁、规范，能使老师看清、看懂，有批改空间，应在一周内完成。一自动控制的一般概念1-1自动控制系统1自动控制的应用自动控制：（P1,第一

2、口然段）通过控制器使被控对彖或过程按照预定的规律运行。输入门动控制系统自动控制的目的：提高产品质量；提高劳动牛产率;改善劳动条件，减轻劳动强度;提高生活质量等自动控制的应用：（P1,第二口然段）在所有工矿企业、交通运输、金融贸易、农业牛产、文化娱乐和H常牛活等都有应用。2自动控制理论口动控制理论是研究口动控制技术的基础理论，是理论性较强的丄程学科。注垂工程应用，在专业术语上不是非常严谨的理论。(P1)经典控制理论现代控制理论时间分界数学工具研究对彖系统变量20世纪60年代,达到完善;常微分方程，传递函数；单输入单输出系统，定常系统；注重系统的输入输出关系；20世纪60年代,开始

3、发展;一阶微分方程组，状态空间方程，（传递函数阵）多输入多输出系统，定常和时变系统研究系统输入、输出及内部变量的运动关系；3反馈控制原理反馈控制原理：（P2,第二门然段）将被控•最的值与期望值进行比较，通过控制器对被控对象施加作用,使被控对象尽可能达到期望值。输入口动控制系统前向支路，反馈支路，反馈工作原理，（负）反馈控制，闭环控制。简述讲义的两个例子。反馈控制系统的典型方框图反馈控制系统的典型方框图c（f）：（系统）输出信号，被控量；w（r）：控制信号，被控对象的输入;n（t）:扰动信号，干扰信号；r（r）：（系统）输入信号，控制指令，参考输入;s（t）:偏差信号,s（t）—

4、—；y（/）：反馈信号；I求和器，比较器，相加点；有多个输入信号，只有一个输出信号；输出信号是所有输入信号的代数和。—厂分支点，信号引出点；即一个信号引用到多处。——>信号流向，只能是单向的。伍0►方框，表示一个元件部件对象过程系统环节等等；只能有一个输入和一个输出。4反馈控制系统的基本组成（P4）以反馈控制系统（典型方框图）的输入端开始叔述：给定元件：给出系统的控制指令或参考输入信号；比较元件：将测最到的输出信号对应值与参考输入值比较，得出偏差信号；作为控制器的输入信号；控制器：包括放大元件（将弱信号放大）和校正元件（改善系统性能），有时也包括执行元件（功率驱动）:被控对象：

5、是控制系统的主耍部分，有时将执行元件作为被控对彖的组成部分；测量元件：监测系统屮的变量，主要检测被控的物理量；测量元件是控制系统的眼睛，控制器是系统的大脑，执行元件是系统的手脚。控制系统的组成部分述应考虑到作用在系统上的扰动因素（负载扰动、环境因素变化等），口动控制系统的主要作川就是克服扰动对系统的影响。5自动控制系统基本控制方式（1）反馈控制方式：是控制系统的主耍控制方式。口动控制原理的主要研究对彖是反馈控制系统。优点：能够抑制任何内外扰动对被控量的影响，控制粘度高；缺点：结构复朵，可能出现系统不稳定问题，系统分析和设计较困难。（2）开环控制方式：信号从系统输入端顺向流到系统

6、输出端，输出量的变化不会对控制作用产生影响。该控制方式也称为顺馈控制方式。开环控制方式的控制器必须针对作用信号类别和类型设计。対于系统的控制指令，开环控制器（输入补偿环节）应使系统输出快速无谋差地跟随指令信号的变化。对于系统的干扰信号，在干扰信号可以测量的前提下，开环控制器（扰动补偿环节）应使系统输出尽可能地不叉干扰信号的影响。例子采用习题1-4,图l-21o流量顺馈。开环控制方式的优点：结构简单，系统分析和设计较简便。缺点：不能补偿其他因素对系统输出的影响。记录仪桥式检测电路示意图（3）复合控制方式：将前两种控制方式联合使川。具有两种控制方式的优点。讲解例为习题1-4。1-2

7、自动控制系统示例简述书中的一•两个示例。（1）函数记录仪，XY记录仪，地震监测记录仪；⑵飞机□动驾驶仪系统，俯仰角控制系统；⑶电炉温度控制系统；⑷锅炉汽包液位控制系统；1-3自动控制系统的分类和命名依据信号的连续性分类：连续系统，系统中的信号均是时间连续函数；离散系统，系统中含有离散信号（在时间上不连续）0依据系统的线性性质分类：线性系统，系统的动态特性町用线性微分或差分方程描述；非线性系统，不能用线性方程描述的系统。依据系统参数特征分类：定常系统，也称为时不变系统，系统的参数都是常数；时变