第一章 绪论常俊林

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1、自动控制原理AutomaticControlTheory授课人：常俊林副教授电话：13813485946博客：blog.sina.com.cn/figchang教学邮箱：autocumt@126.com密码:cumtauto前言中国矿业大学信电学院常俊林1自动控制原理人类社会发展的三个时代人力时代人类主要依靠自身的肌体来完成能量变换和信息变换，但是人类自身转换的功率和范围都极其有限，纵有九牛二虎之力，也不能昼夜不停地工作着，因此创造的财富有限，最高文明只达到封建社会。机械化时代当蒸汽机、发电机出现之后，人类的“力气”不知被放大多少

2、亿倍！人类的力臂不知不觉被延长到几千公里之外！物质丰富了，一些农民被改造成为工人，进入了资本主义社会时期。中国矿业大学信电学院常俊林2自动控制原理自动化时代在这个时代中，能量变换与信息变换都可由机器来完成，在人类活动所见的空间里，只要需要用“力”的地方，都可以给它配上一个小的脑袋－－单片机或微处理器之类设备，代替人进行某种判断或操作。不仅工业生产自动化了，农业生产、家务劳动、交通运输、人居环境，．．．凡是已知的规律，都可以用自动化技术来完成。自动化的基本任务就是将信息技术应用到传统产业中去人类社会发展的三个时代中国矿业大学信电学院

3、常俊林3自动控制原理自动控制原理（自动控制理论自动调节原理反馈控制理论，简称自控）是研究自动控制系统共同规律的技术科学。它是一门技术与理论基础课，主要研究自动控制系统的组成、分析和设计的理论。自动控制原理课程性质与地位中国矿业大学信电学院常俊林4自动控制原理共64学时，讲课54学时，实验10学时每章学时安排：第一章控制系统导论4学时第二章控制系统的数学描述8学时第三章线性系统的时域分析法12学时第四章线性系统的根轨迹法6学时第五章线性系统的频域分析法14学时第六章线性系统的校正方法10学时课程学时安排中国矿业大学信电学院常俊林5自

4、动控制原理胡寿松《自动控制原理》科学出版社刘明俊《自动控制原理》国防科技大学出版社鄢景华《自动控制原理》哈尔滨工业大学出版社吴麒《自动控制原理》清华大学出版社KATSUHIKOOGATA 《现代控制工程》清华大学出版社GeneF.Franklin《FeedbackControlofDynamicSystems》机械工业出版社(中文译名：《自动控制原理与设计》)参考书目中国矿业大学信电学院常俊林6自动控制原理成绩评定出勤5％无故旷课3次以上者不允许参加考试。作业10％抄袭作业者视同没交，作业缺一半以上者不允许参加考试实验15％缺一次

5、扣5分考试70％中国矿业大学信电学院常俊林7自动控制原理第一章控制系统导论1-1自动控制的基本原理1-2自动控制系统示例1-3自动控制系统的分类1-4自动控制系统的基本要求1-5控制系统的计算机辅助设计中国矿业大学信电学院常俊林8自动控制原理1-1自动控制的基本原理◆被控对象：控制系统要进行控制的受控客体，如冰箱，空调，电机等。◆被控量：控制对象要实现的物理量，如冰箱的温度；空调的温度、风向、风速；电机的转速应用领域：冰箱、空调、洗衣机、电梯、汽车、电厂锅炉、酿酒过程、航空航天等各种机器或生产过程控制以及军事领域。自动控制的定义：

6、是指在没有人直接参与的情况下，利用控制装置（控制器），使机器、设备或生产过程（被控对象）的某一工作状态或参数（被控量）自动按照预定的规律运行。1.自动控制技术及其应用中国矿业大学信电学院常俊林9自动控制原理1.自动控制技术及其应用中国矿业大学信电学院常俊林10自动控制原理1.自动控制技术及其应用中国矿业大学信电学院常俊林11自动控制原理2自动控制系统的工作原理系统：由一些对象相互作用，相互制约，组成一个具有一定运动规律的整体。控制系统：由被控对象和控制器构成的整体开环控制按控制方式闭环控制（反馈控制）复合控制按对象方式运动控制（电

7、机调速、机器人等）过程控制（被控对象为某种生产过程，如化工过程）中国矿业大学信电学院常俊林12自动控制原理举例：开环控制中国矿业大学信电学院常俊林13自动控制原理举例：闭环控制中国矿业大学信电学院常俊林14自动控制原理◆定义：系统的控制输入量不受输出量影响的控制系统◆特点：系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，这种控制方式称为开环控制在开环控制系统中，不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量反馈到系统输入端与输入量进行比较。因此，开环控制系统又称无反馈控制系统。控制器对象或过程输入量输出量开环控制系统方块图（按输入量控制方式）（

8、被控量）2自动控制系统的工作原理开环控制系统（Open-loopControlSystem）中国矿业大学信电学院常俊林15自动控制原理功率放大SM负载++++u0nua电动机速度控制系统（开环）2自动控制系统的工作原理中国矿业大学信电学院常俊林16