第一章 自动控制的一般概念综述.ppt

自动控制原理 讲 述 人 ：付克昌 联系方式：航空港校区金工楼102室 Email： kcfucx@cuit.edu.cn 教师课件：网络教学平台-自动控制原理 用户名：学号 初始密码：学号;课程性质：学科基础、必修。 学时安排：自动控制原理（64学时，理论教学56学时，实验8学时）、现代控制理论（32学时（24+8）） 作业：知识型作业，工程应用型作业和计算机仿真作业。 成绩评定： 期末卷面：60%（闭卷考试） 平时表现：考勤、课堂表现5%、作业10%、实验25%;本课程与其它课程的关系;教材： 胡寿松主编 《自动控制原理基础教程》（第3版） 科学出版社 参考书： Richard C.Dorf 《现代控制系统》（第8版） 高教出版社 王划一主编 《自动控制原理》 国防工业出版社 胡寿松主编 《自动控制原理习题集》（第2版） 科学出版社 黄忠霖著 《控制系统MATLAB计算及仿真》 国防工业出版社 刘坤主编 《MATLAB自动控制原理习题精解》国防工业出版社;本课程研究的主要内容;第一章 控制系统导论; 本章学习要求;一、例: 液位控制系统;人工控制中有三种职能作用：测量、比较和执行; ;二、基本概念;2. 自动控制系统 P1;一些基本术语（变量、通道）;3.方块图（原理框图）;工作原理 输入输出 被控对象 中间环节 信号传递 (自动控制系统方块图的绘制);4.反馈控制原理 P2; ;;;1、转台速度控制- -开环控制;开环控制系统（Open-loop control system）:;2、转台速度控制- -反馈控制; 对输出量进行测量，将此测量信号反馈，并与预期的输入量进行比较，产生偏差，按偏差大小实施控制，使系统变量之间保持预定关系的控制系统。 整个控制过程成为闭合过程，因此反馈控制系统也称闭环控制系统。;水温调节系统工作原理图;;复合控制：;例：炉温控制系统;;分类方法很多，一般组合应用。例如：;1、按信号传递路径划分;3、按系统数学模型;4、按信号传递的连续性划分;5、按系统输入输出信号的数量划分;1、稳定性：基本要求 要求系统要稳定;2、准确性：稳态要求;不稳定系统，没有必要讨论快速性;注意： “稳、准、快”相互制约，不同性质的系统，对稳、准和快的要求各有侧重，如：恒值系统对“稳、准”要求严格，随动系统对“快”要求严格，具体设计时要折中考虑。;R=1时，称为单位阶跃信号，用1(t )表示 或用ε(t )表示;2、斜坡信号(Ramp Signal);3、加速度信号（抛物线信号(Parabolic Signal)）;4、脉冲信号(Impulse Signal);5、正弦信号(Sin Signal);本章教学要求;;实验室介绍--控制原理实验室 6111;实验室介绍--运动控制实验室 6112;运动控制实验室 6112;实验室介绍--过程控制实验室 6110;是工业现场控制的缩影 对象： 液位控制：线性（单容水箱、双容水箱，非线性（圆形水箱）； 温度控制：（锅炉） 检测元件：流量计、压力传感器 执行器：电磁阀、变频器 控制器：仪表、DDC、 PLC、现场总线;实验室介绍--过程控制实验室 6110;实验室介绍--电气工程实验室 6108;实验室介绍--电气工程实验室 6108;实验室介绍--电气工程实验室 6108;实验室介绍--机器人创新实验室6106;实际运行情况： 机器人竞赛类： 国际FIRA、ROBOCUP 足球机器人竞赛、机器人灭火竞赛、 机器人足球竞赛、机器人创新竞赛等。 专业课程教学： 面向对象程序设计、运动控制系统、智能控制、机器人工程、 机器人设计制作、大学生科技创新设计、毕业设计等。;控制理论与技术发展简况;300BC 古希腊人发明的浮球调节装置; 800AD 古代阿拉伯人利用浮球进行水钟控制; 1086AD 苏颂发明的水运仪象台。;1788 英国 J. Watt 用离心式调速机构控制蒸汽机的速度; 1840 英国 G.B.Ariy首次用微分方程研究控制系统讨论了反馈系统的不稳定; 1868 英国 J.C.Maxwell 发表了“On Governors” 一文,系统分析了反馈控制系统的稳定性问题； 1877 E.J.Routh和A.Hurwitz 1895年分别建立了“Routh-Hurwitz Stability Criteria； 1892 俄国 A.M.Lyapunov 完成博士论文“论运动稳定性的一般问题”。;1927年 美国H.S. Black提出放大器性能的负反馈方法 (Negative Feedbac