东南大学仪科自动控制复习资料PPT和考试重点.pdf

自动控制原理 Principles of Automatic Control Principles of Automatic Control E-mail:zhuyh@seu.edu.cn 第一章 自动控制的一般概念 导 读 为什么要介绍本章? 自动化技术几乎渗透到国民经济的各个领域及社会生活的各 个方面，是当代发展最迅速、应用最广泛、最引人注目的高科 技，是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技术，在某种 程度上说，自动化是现代化的同义词。 自动控制原理研究分析、设计自动控制系统的基本方法。 《自动控制原理》 东南大学仪器科学与工程学院 2 第一章 自动控制的一般概念 •1.1 自动控制发展简史 •1.2 自动控制系统基本原理与方式 •1.3 自动控制系统示例 •1.4 自动控制系统的分类 •1.5 对自动控制系统性能的基本要求 •1.6 本课程的主要内容及其相互关系 《自动控制原理》 东南大学仪器科学与工程学院 3 1.1 自动控制发展简史 中国古代自动化方面的成就： • 公元前14世纪至前11世纪，中国、 埃及和巴比伦出现自动计时漏壶； • 公元130年，张衡发明水运浑象， 132年研制出自动测量地震的候风 地动仪； • 公元235年，马钧研制出用齿轮传 动自动指示方向的指南车，类似按 扰动补偿的自控系统； 《自动控制原理》 东南大学仪器科学与工程学院 4 中国古代自动化方面的辉煌成就： • 公元725年，一行、梁令瓒发明有自动报时机构的 水运浑象，其中使用了一个天衡装置，是一个按被 调量偏差调节的自动调节器； • 公元1086-1092年，苏颂和韩公廉建造具有“天衡” 自动调节和自动报时机构的水运仪象台； • 公元1135年，宋代王普记述“莲华漏”上使用浮子— 阀门式机构自动调节漏壶的水位； • 公元1637年，明代的《天工开物》一书中记载有 程序控制思想的提花织机结构图。 《自动控制原理》 东南大学仪器科学与工程学院 5 世界上公认的第一个自动控制系统 1769年瓦特发明蒸汽机 《自动控制原理》 东南大学仪器科学与工程学院 6 飞球调节器 世界上公认的第一个自动控制系统 • 1788年瓦特发明飞球调节器，进一步推动蒸汽机 的应用，促进了工业的发展。 • 飞球调节器有时使蒸汽机速度出现大幅度振荡。 其它自动控制系统也有类似现象。 • 由于当时还没有自控理论，所以不能从理论上解 释这一现象。为了解决这个问题，盲目探索了大 约一个世纪之久。 《自动控制原理》 东南大学仪器科学与工程学院 7 自动控制理论的开端 • 1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论文指出： • 不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统分 析控制的不稳定。 • 建立系统微分方程，分析微分方程解的稳定 性，从而分析实际系统是否会出现不稳定现象。 这样，控制系统稳定性的分析，变成了判别微 分方程的特征根的实部的正、负号问题。 • 麦克斯韦尔的这篇著名论文被公认为自动控制 理论的开端。 《自动控制原理》 东南大学仪器科