自动控制原理及其应用第一章.pptVIP

自动控制原理及其应用;本章内容;第一节 自动控制与自动控制系统 ;扰动;扰动; 水箱原来处于一个平衡状态，q1(t)=q2(t)=0。如果打开阀门，冲水，冲好后关上阀门，h(t)发生变化，水位下降， △h变大，通过浮子反馈到执行机构。机械杠杆带动活塞打开， q1(t)变大，使△h 变小，浮子上浮，活塞也上升，直至达到新的平衡。;原理方框图： ;系统结构框图的画法：;二、自动控制系统的基本构成或控制方式;（2）按扰动控制 利用可测量的扰动量，产生一种补偿作用，以减小或抵消扰动对输出量的影响，称为顺馈控制。抗扰动性好，控制精度高，但只适用于扰动可测量的场所。;2、闭环控制——控制装置和受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，即有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制。闭环控制又称为反馈控制或按偏差控制。;3、复合控制 反馈控制只有在外部作用(输入信号或干扰)对控制对象产生影响之后才能做出相应的控制。尤其当控制对象具有较大延迟时间时，反馈控制不能及时地影响输出的变化，会影响系统输出的平稳性。前馈控制能使系统及时感受输入信号，使系统在偏差即将产生之前就注意纠正偏差。将前馈控制和反馈控制结合起来，构成复合控制，它可以有效提高系统的控制精度。;;开环控制系统： 1. 结构简单经济 2.调试方便 3.抗干扰能力差，控制精度不高。 闭环控制系统： 1.系统具有纠正偏差的能力。 2.抗扰性好，控制精度高。 3.包含元件多，结构复杂，价格高。 4.参数应选择适当。 开环＋闭环＝复合控制系统（兼有两者的优点，精度很高） ; 可逆电机;仓库大门自动控制系统 ;例 引入闭环控制后的直流电机转速控制系统;电位器;电位器;电位器;第二节 自动控制系统的分类;2、定常系统和时变系统;3、连续系统和离散系统;4、恒值系统、随动系统和程序控制系统;（2）随动系统：给定量是预先未知的随时间变化的函数，被控量以尽量小的误差随跟随给定量变化，重要的是快速性和准确性，如函数记录仪。 如果被控量是机械位???或其导数，称为伺服系统。 ;;（3）程序控制系统 参据量按预定规律随时间变化，如数字程控机床;第三节 对控制系统的性能要求;一、基本要求;2、快速性;3、准确性;第四节 自动控制理论发展简述;2、现代控制理论 60~70年代形成 适用于MIMO （多输入－多输出）系统 基于： 冷战时期空间技术，计算机技术 目标：最优控制 基本方法：状态空间表达式;;3、大系统理论 20世纪70年代开始，现代控制理论继续向深度和广度发展，出现了一些新的控制方法和理论。如（1）现代频域方法以传递函数矩阵为数学模型，研究线性定常多变量系统；（2）自适应控制理论和方法以系统辨识和参数估计为基础，在实时辨识基础上在线确定最优控制规律；（3）鲁棒控制方法在保证系统稳定性和其它性能基础上，设计不变的鲁棒控制器，以处理数学模型的不确定性。 ;4、智能控制 智能控制是从“仿人”的概念出发的。一般认为，其方法包括学习控制、模糊控制、神经元网络控制、和专家控制等方法。是人工智能在控制上的应用。