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自动控制原理Principle of Automatic Control 课程基本情况介绍 学 分： 4 学时： 64 参考书: 自动控制原理 王建辉 清华大学出版社 自动控制原理 程 鹏 高等教育出版社 现代控制工程 [美] katsuhiko Ogata 卢伯英 译 电子工业出版社 自动控制原理 梅晓榕 科学出版社 现代控制系统(第八版) [美] Richard C. Dorf 高等教育出版社 自动控制原理 (第四版) 胡寿松 科学出版社 Matlab应用及有关该软件的工具书 实验： 自动控制实验( 1学分) ; Matlab仿真实验 * 第1章 自动控制系统的基本概念 本章主要内容： ? 什么是自动控制和自动控制系统 ? 自动控制的两种基本模式 － 开环控制和闭环控制 ? 自动控制系统的基本组成及相关术语 ? 控制系统的类型 ? 对控制系统的基本要求 * 什么是控制 ？ 控制 － 控制是一种强迫作用。该作用迫使被控对象按 照控制者的指令行事，实现控制者的期望。 实现控制基本要素：控制对象、控制指令、控制环节（控制器）共同构成完整系统 － 控制系统。 控制是一种特殊系统作用。 物理描述：控制是不同对象之间（控制者、被控者之间）的一种特殊作用（强迫作用）；控制者通过某种方式迫使被控对象的运动状态按照控制指令变化。 引 言： 基本概念：控制、自动控制、自动控制系统 * 自动控制 － 在控制过程中，不需要人（控制者）的干预。 在无人直接干与的前提下,利用专门的装置 (控制器)来操纵某一种物理对象（被控对象：装置、设备、过程等）的运动或变化，使被控对象的受控物理量（被控量）按照预定的规律变化。 自动控制系统 － 是为实现某一控制作用及目标所需要的各种环节的组合。 包括控制指令、被控对象、控制环节（控制器、执行机构、传感器等）。 人的工作：事先设计控制规律、设计控制器、设定输入指令。 * 自动控制应用极为广泛，在工业、国防、航空航天、交通、农业、经济管理、以及人们的日常生活，处处可见。 例1. 室温自动控制 例2. 水罐液位自动控制 例3. 飞机飞行自动控制 * 本课程学习、研究自动控制的共性规律。学习有关自动控制系统的组成原理、基本概念、分析方法，为进一步学习和设计符合要求的自动控制系统奠定基础 － 基本控制理论。 §1.1 自动控制的基本方式 — 开环控制和闭环控制 一. 开环控制 开环控制示意图 给定量 被控量 (输入量) （输出量） 开环控制方框图 特点：信号从输入到输出，沿前向传送； 按给定量实施控制； 输出量对控制作用没有影响（无反馈作用）。 * 炉温（开环）控制系统 1 开环控制实例 （系统组成示意图）(Pictorial diagram ) 如何实现控制？ 系统组成？ 被控量？ 被对象？ * 炉温（开环）控制系统 2 （系统组成示意图）(Pictorial diagram ) 如何实现控制？ 系统组成？ 被控量？ * 特点：被控对象（被控量）对控制过程无反馈作用。 优点：控制系统结构简单，相对来说成本低。 问题：对被控量偏离给定值的偏差没有任何修正 能力，控制精度低，抗干扰能力差。 开环控制小结 * 二. 闭环