自动控制原理第1章_绪论讲述.ppt

《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 E-mail:wwl@zjut.edu.cn 第1章 自动控制的基本概念 1.0 自动控制发展简史 1.1 自动控制系统 1.2 自动控制系统的类型 1.3 对自动控制系统性能的基本要求 1.4 本课程的主要内容及其相互间的关系 1.1 自动控制系统 自动控制是在没有人参与的情况下，系统的控制器自动地按照人预定的要求控制设备或过程，使之具有一定的状态和性能。 具有自动控制功能的系统称为自动控制系统。 第1章 自动控制的基本概念 1.0 自动控制发展简史 1.1 自动控制系统 1.2 自动控制系统的类型 1.3 对自动控制系统性能的基本要求 1.4 本课程的主要内容及其相互间的关系 1.2 自动控制系统的类型 第1章 自动控制的基本概念 1.0 自动控制发展简史 1.1 自动控制系统 1.2 自动控制系统的类型 1.3 对自动控制系统性能的基本要求 1.4 本课程的主要内容及其相互间的关系 第1章 自动控制的基本概念 1.0 自动控制发展简史 1.1 自动控制系统 1.2 自动控制系统的类型 1.3 对自动控制系统性能的基本要求 1.4 本课程的主要内容及其相互关系 问题 ？ 本章小结 由若干相互制约、相互依赖的事物组合而成的具有一定功能的整体称为系统。 所谓自动控制是在没有人参与的情况下，系统的控制器自动地按照人预定的要求控制设备或过程，使之具有一定的状态和性能。 如果系统的被控量对系统没有控制作用，称为开环控制系统。 如果系统的被控量直接或间接地参与控制，这种系统称为闭环控制系统，或称为反馈控制系统。 满足叠加原理的系统是线性系统。 若系统中所有信号都是连续信号，则称为连续系统。如果系统中有一处或几处的信号是离散信号，则称为离散系统。 如果控制系统的结构、参数在系统运行过程中不随时间变化，则称为定常系统或者时不变系统，否则，称为时变系统。 对控制系统性能的主要要求是稳定性、暂态性能和稳态性能等几个方面。这些性能常常是互相矛盾的。 1.2.3 连续系统与离散系统 若系统中所有信号都是连续信号，则称为连续时间系统，简称为连续系统。 如果系统中有一处或几处的信号是离散信号，则称为离散时间系统，简称为离散系统。 1.2.4 定常系统与时变系统 时变系统实例：航天器的飞行过程 如果控制系统的结构、参数在系统运行过程中不随时间变化，则称为定常系统或者时不变系统，否则，称为时变系统。 定常系统实例：RLC电路 1.2.5 SISO系统和MIMO系统 单输入单输出系统通常称为单变量系统，只有一个输入（不包括扰动输入）和一个输出。 多输入多输出系统通常称为多变量系统，有多个输入和输出。 单变量系统可以作为多变量系统的特例。 多变量系统实例：化工过程中温度、压力、液位控制系统 1.2.6 集中参数系统与分布参数系统 集中参数系统实例： 分布参数系统实例：电力线路 不能只用一个电阻和电容表示，而要考虑分布电阻和电容的影响。 弹簧阻尼器系统 1.3 对自动控制系统性能的基本要求 稳定性:系统正常工作的首要条件——稳 稳态性能:控制的准确性——准 暂态性能:控制的快速性——快 暂态性能（动态性能， 瞬态性能）——快 系统 (机械，电气， 过程等) 建模方法 机理或实验 数学模型 性能分析 稳定性、 动态性能、 鲁棒性等等 若性能 不满足要求 对系统进行校正 校正方法（控制器设计方法） 滞后-超前、PID、LQ最优等 1.4 课程的主要内容及其相互关系 * 国 家 精 品 课 程 自动控制原理 Principles of Automatic Control 主讲人： 王 万 良 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。 本章主要讲什么内容? 从介绍自动控制的发展历史入手，引出自动控制理论分析、设计自动控制系统的基本思想，然后介绍自动控制的基本概念，以及对自动控制系统的基本要求，使读者对自动控制理论的总的目标有个大致的了解。 第1章 自动控制的基本概念 第1章 自动控制的基本概念 1.0 自动控制发展简史 1.1 自动控制系统 1.2 自动控制系统的类型 1.3 对自动控制系统性能的基本要求 1.4 本课程的主要内容及其相互关系 1.0 自动控制发展简史 中