《控制工程基础》PPT课件

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1、控制工程基础参考资料杨叔子主编《机械工程控制基础》控制工程基础的经典教材上页下页目录2目录上页下页第2章：控制系统的数学模型第3章：控制系统的时间响应分析与误差分析第4章：控制系统的频率特性分析第5章：控制系统的稳定性第6章：控制系统的性能分析与校正第1章：绪论3第1章绪论§1.1概述§1.2自动控制系统的基本概念上页下页目录4本章的教学大纲1.了解自动控制理论研究的对象、作用；2.掌握自动控制系统结构、工作原理及系统结构方框图；3.掌握输入量、输出量、反馈、偏差等基本概念；4.了解控制系统的组成、分类及基本要求。教学重点：自动控制系统工作原理、

2、系统结构方框图及输入量、输出量、反馈、偏差等基本概念。上页下页目录5§1.1概述1.学科性质：技术科学（应用理论）2.研究对象：自动控制系统3.研究问题：自动控制系统的性能(好坏)4.课程内容①如何建立数学模型②工程上分析和计算系统的方法③一般的理论和规律例如1机器人，2火箭发射，3数控机床(视频)等上页下页目录6一、发展阶段[经典控制]：20世纪50年代末形成完整的体系，以传递函数为基础研究单输入、输出系统（SISO）的反馈控制系统。采用的方法主要有：时域分析法、根轨迹法和频率法。[现代控制]：60－70年代，以状态空间法为基础研究多输出输入(

3、MIMO)系统，变参数、非线性、高精度等系统。采用的方法主要有：状态空间分析法。本课程研究经典控制的主要内容。[大系统理论和智能控制论]：大系统论是用控制和信息的观点研究大系统的结构方案、总体设计中的分析方法和协调问题，智能控制论是研究与模拟人类活动的机理的新的控制论。上页下页目录7二、自动控制理论的发展简史1.1765瓦特飞锤控制器的应用，可以看成是自动控制学科发展的起点。上页下页目录82.1877年，劳斯(E．Routh)和1895年赫尔维茨(A．Hurwith)分别独立地提出了关于判断控制系统稳定性的代数判据。3.1948年维纳（N.Wie

4、ner）发表《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一文，是控制论正式成为一门学科的标志。1932年奈奎斯特(H．Nyquist)在研究负反馈放大器时创立了有名的稳定性判据，并提出了稳定裕量的概念。1945年伯德(H.W.Bode)提出了分析控制系统的另一种图解方法即频率法。1948年伊万斯(w.K．Evans)又创立了根轨迹法。点击查看主要事迹上页下页目录94.1954年，钱学森用英文发表“工程控制论”，把控制论推广到其他领域。继而出现了生物控制论、经济控制论、社会控制论等。点击查看主要事迹上页下页目录10三、主要研究的问题研究内容有二

5、：一为系统分析，二为系统的设计（包括系统综合）系统设计：寻求一个能完成一定控制任务，满足一定控制要求的控制系统。系统综合：控制系统设计好后，即控制系统的主要元件和结构确定后，为了满足系统的性能指标，需要改变控制系统的某些参数或结构或附加某种装置。这个过程称为系统的校正或系统的综合。系统分析：已知系统的结构和参数，研究它在某种典型输入信号作用下，被控量变化的全过程。从这个变化过程得出其性能指标，并讨论性能指标和系统的结构、参数的关系。上页下页目录11英文一般翻译：ControlTheory英语原文：Cybernetics：“控制论”来源希腊文“mb

6、eruhhtz”，原意为“操舵术”，就是掌舵的方法和技术。1948年维纳在《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》提出：控制论是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学，他特意创造“Cybernetics”这个英语新词来命名这门科学。控制论三要素：信息、反馈、控制。四、控制论上页下页目录12五、自动控制定义：是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(控制装置)，使机器、设备、或者生产过程(控制对象)的某个工作状态或参数(被控量)自动的按照预定的规律运行。生物、医学、环境、经济管理等其它应用范围：工业：数控机床、轧钢机、

7、恒温箱等农业：恒温大棚、农业自动化机械宇航：火箭、飞船、卫星机器人、导弹制导、核动力等高新领域道路交通：信号灯控制、车牌自动识别日常：冰箱、洗衣机、空调上页下页目录13上页下页目录自动火炮、导弹制导等高新领域的应用14上页下页目录在雷达领域的应用15上页下页目录在家电领域的应用16道路交通的应用——车牌自动识别上页下页目录17恒温恒湿试验箱又名环境试验箱，实验各种材料的耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。适合电子、电器、食品、车辆、金属、化学、建材等实验上页下页目录18生化培养箱是供医疗卫生、医药、生物、农业、科研等部门作储藏菌种、生物培养等科研必需设备

8、上页下页目录19上页下页目录在农业机械领域的应用20详细介绍请点击观看5中国探月计划全程模拟（视频）上页下页目录在太空领域的应用——如4