自控概述001自控概述001.doc

自动控制 通过学习，建立起自动控制的概念，介绍自动控制技术的发展水平，自动控制理论的发展概况，认识、了解自动控制的基本组成，各部分的名称，信号关系，反馈放大原理，对自动控制系统的基本要求。使学生通过本章的学习，认识到《自动控制原理》这门课的重要性及在后续专业课中所起的作用。建立起分析设计控制系统所要解决的稳定性、快速性和准确性三大问题，这是对自动控制系统提出的共同要求。 二、授课主要内容： 介绍本课程研究的课题及方法，明确本课程的目的，介绍自动控制系统的基本原理与方式，控制系统的组成及系统的分类。 本课程研究课题及方法 自动控制系统的概念及在国民经济中的作用 研究对象及课题 自动控制理论的发展概况，经典理论与现代理论及其关系 课程的内容及特点 控制系统简介 控制系统的基本组成 控制系统的常用术语 自动控制系统示例 自动控制系统的分类 对自动控制系统的基本要求 （详细内容见讲稿） 三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学） 重点：反馈控制的概念，控制系统的组成及分类，控制系统的基本要求。 难点：无 要求：学生学习完本章内容后，应能做到： 掌握控制系统的组成、开环控制系统与闭环控制系统的基本概念，反馈特别是负反馈的概念、方块图的概念。 理解控制系统的主要类型、反馈控制在系统中的作用。 了解控制理论的发展过程及发展趋势。 四、主要外语词汇 反馈控制 feedback control 开环控制系统 open-loop control system 闭环控制系统 closed-loop control system 脉冲函数 impulse-response function 斜坡函数 unit-ramp response function 阶跃函数 unit-step response function 五、辅助教学情况（见课件） 六、复习思考题 控制理论的发展过程主要分哪两个大的阶段？各有什么特点？目前的发展趋势是什么？ 自动控制系统的组成主要有哪些环节？各个环节的作用是什么？画出简单控制系统的方块图。 什么是反馈？什么是正反馈和负反馈？ 什么是开环控制系统与闭环控制系统？ 闭环控制系统按照其设定值的不同可以分为哪几种？ 七、参考教材（资料） 1．《自动控制原理与系统》上册 清华大学 吴麒等 国防工业出版社 参考该书第一章有关内容。 2．《现代控制工程》第三版 [美] Katsuhiko Ogata 著 卢伯英 于海勋 等译 电子工业出版社 参考该书第一章有关内容。 八、讲稿 1自动控制的基本原理与方式 1. 自动控制技术及其应用 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。所谓自动控 制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器)，使机器、设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控量)自动地按照预定的规律运行。例如，数控车床按照预定程序自动地切削工件；化学反应炉的温度或压力自动地维持恒定；雷达和计算机组成的导弹发射和制导系统，自动地将导弹引导到敌方目标；无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行：人造卫星准确地进入预定轨道运行并回收等，这一切都是以应用高水平的自动控制技术为前提的。 近几十年来，随着电子计算机技术的发展和应用，在宇宙航行、机器人控制、导弹制导以及核动力等高新技术领域中，自动控制技术更具有特别重要的作用。不仅如此，自动控制技术的应用范围现已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，自动控制已成为现代社会活动中不可缺少的重要组成部分。 2．自动控制理论 自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制。第二次世界大战期间，为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达跟踪系统以及其它基于反馈原理的军用装备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，已形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入—单输出、线性定常系统的分析和设计问题。 20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机技术的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。它主要研究具有高性能、高精度的多变量变参数系统的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论、信息论、仿生学为基础的智能控制理论深入。 3．反馈控制原理 为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来