第09讲复习一二

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1、智能系统控制与应用12021/10/2611.1自动控制系统简介自动控制（智能控制）是指在没有人的直接干预下，利用控制装置，使工作机械或生产过程（被控对象）的某一个物理量（被控量）按预定的规律（给定量）进行。自动控制系统就是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有机组合体。22021/10/2623自动控制系统实例1.在画方框图时，先找哪三个量？2.在磁盘驱动器控制系统中，被控对象为，被控变量为。磁盘驱动器，磁头位置3.在液面控制系统中，被控对象为______，被控变量为________。水槽（水箱），液面高度2021/10/263自动控制系统基

2、本控制形式开环控制：控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程。闭环控制：比较输出量对输入量的偏差，系统根据偏差进行控制，只要输出量偏离输入量，系统就自动纠偏。由于闭环系统是根据负反馈原理按偏差进行控制的，因此又叫反馈控制或偏差控制。42021/10/2641.自动控制系统的两种基本控制形式是_______和_______。2.闭环控制又叫____或_____。其中，偏差是______与_____的差值。自动控制系统基本控制形式2021/10/2651.2自动控制系统的组成及术语图1.5简单闭环控制系统组成方框图62021/10/2

3、66按传送的信号性质划分连续系统离散系统按描述元件的动态方程划分线性系统非线性系统按系统参数是否随时间变化划分定常系统时变系统71.3自动控制系统的类型2021/10/2671.4自动控制系统的性能指标对控制系统的性能评价，多以动态过程的特性来衡量，工程上对自动控制系统性能的基本要求可以归结为稳（稳定性和平稳性）、准（准确性）和快（快速性）。2021/10/268阶跃信号的输入突然，对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效地克服这种干扰，那么对其它比较缓和的干扰也能很好地克服。阶跃信号的形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。故更多使用阶

4、跃信号。如图，输入信号在t=0时，阶跃上升幅度为A，其后保持。表达为：f(t)=A(t)Atf（t）1.4自动控制系统的性能指标2021/10/269在阶跃输入的扰动作用下，定值控制系统过渡过程有四种形式：①单调衰减过程被控变量在给定值的一侧作单调变化，最后稳定在某一数值上。②振荡衰减过程被控变量上下波动，但幅度逐渐减少，最后稳定在某一数值上。①t0②0t2021/10/2610③等幅振荡过程被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度保持不变。④振荡发散过程被控变量来回波动，且波动幅度逐渐变大，离给定值越来越远。④t0③0t2021/10/2611

5、设第一个波振幅为y1、第三个波振幅为y3设定值为阶跃信号的响应曲线yry1y3Cy(∞)TpTSTt1）衰减比n和衰减率ψ2021/10/2612衰减比n和衰减率ψ是表示系统稳定程度的指标。n大于1，则系统是稳定的。随着n的增大，过渡过程逐渐由衰减振荡趋向于单调过程。试验证明：衰减比在4:1到10:1之间时，过渡过程的衰减程度合适，过渡过程较短。衰减比n与衰减率ψ之间有简单的对应关系：n=4:1~10:1就相当于ψ=75%～90%1）衰减比n和衰减率ψ2021/10/2613最大动态偏差是控制系统动态准确性指标。最大动态偏差表示系统瞬间偏离给定值的

6、最大程度。即:A=ymax-r设定值为阶跃信号的响应曲线yry1y3Cy(∞)TpTSTtA2）最大动态偏差A和超调量σ2021/10/2614有时也采用超调量σ来表示被控参数偏离设定值的程度，σ的定义是第一个波振幅与最终稳态值y(∞)之比。即设定值为阶跃信号的响应曲线yry1y3Cy(∞)TpTSTt2）最大动态偏差A和超调量σ2021/10/2615过渡过程结束后，被控参数的稳态值y(∞)与设定值之间的残余偏差叫做余差，也称静差。是衡量控制系统稳态准确性的指标。C=y(∞)-r设定值为阶跃信号的响应曲线yry1y3Cy(∞)TpTSTt3）余差

7、C2021/10/2616Ts是指从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间。当被控参数与稳态值间的偏差进入稳态值的±5%（或±2%）范围内，就认为过渡过程结束。设定值为阶跃信号的响应曲线yry1y3y(∞)TpTSTt4）调节时间Ts和振荡频率ω2021/10/2617调节时间和振荡频率是衡量控制系统快速性的指标。过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期T，其倒数称为振荡频率f=1/T设定值为阶跃信号的响应曲线yry1y3y(∞)TpTSTt4）调节时间Ts和振荡频率ω2021/10/2618另外还有峰值时间Tp（又称上升时间），是

8、指过渡过程开始，至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。也是衡量控制系统快速性的指标。设定值为阶跃信号的响应曲线yry1y3