基本原理和基本概念概要.doc

蚂螃膂荿莂羈肈莈蒄螁肄莇蚆肇羀莇蝿袀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆蒃莃袆袂蒂蒅虿膁蒁薇袄膇蒁螀蚇肃蒀葿羃罿葿薁螆芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿薆蒆罿羅膃薈螂袁膂蚀羈芀膁蒀螀膆膀薂肆肂腿蚅衿羈腿螇蚂芇膈蒇袇膃芇蕿蚀聿芆蚁袅羄芅莁蚈袀芄薃羄艿芃蚆螆膅芃螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀袃莀蚂螃膂荿莂羈肈莈蒄螁肄莇蚆肇羀莇蝿袀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆蒃莃袆袂蒂蒅虿膁蒁薇袄膇蒁螀蚇肃蒀葿羃罿葿薁螆芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿薆蒆罿羅膃薈螂袁膂蚀羈芀膁蒀螀膆膀薂肆肂腿蚅衿羈腿螇蚂芇膈蒇袇膃芇蕿蚀聿芆蚁袅羄芅莁蚈袀芄薃羄艿芃蚆螆膅芃螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀袃莀蚂螃膂荿莂羈肈莈蒄螁肄莇蚆肇羀莇蝿袀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆蒃莃袆袂蒂蒅虿膁蒁薇袄膇蒁螀蚇肃蒀葿羃罿葿薁螆芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿薆蒆罿羅膃薈螂袁膂蚀羈芀膁蒀螀膆膀薂肆肂腿蚅衿羈腿螇蚂芇膈蒇袇膃芇蕿蚀聿芆蚁袅羄芅莁蚈袀芄薃羄艿芃蚆螆膅芃螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀袃莀蚂螃膂荿莂羈肈莈蒄螁肄莇蚆肇羀莇蝿袀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆蒃莃袆袂 膅薈螇螅肁薈蒇羁羇膄虿螃羃膃螂聿芁膂蒁袂膇膁薄肇肃膁蚆袀罿膀螈蚃芈艿蒈袈膄芈薀蚁肀芇螂袇肆芆蒂蝿羂芆薄羅芀芅蚇螈膆芄蝿羃肂莃葿螆羈莂薁羁袄莁蚃螄膃莀蒃羀腿莀薅袃肅荿蚈肈羁莈螀袁艿莇蒀蚄膅蒆薂衿肁蒅蚄蚂羇蒄莄袇袃蒄薆蚀节蒃蚈羆膈蒂螁螈肄蒁蒀羄羀蒀薃螇艿蕿蚅羂膅薈螇螅肁薈蒇羁羇膄虿螃羃膃螂聿芁膂蒁袂膇膁薄肇肃膁蚆袀罿膀螈蚃芈艿蒈袈膄芈薀蚁肀芇螂袇肆芆蒂蝿羂芆薄羅芀芅蚇螈膆芄蝿羃肂莃葿螆羈莂薁羁袄莁蚃螄膃莀蒃羀腿莀薅袃肅荿蚈肈羁莈螀袁艿莇蒀蚄膅蒆薂衿肁蒅蚄蚂羇蒄莄袇袃蒄薆蚀节蒃蚈羆膈蒂螁螈肄蒁蒀羄羀蒀薃螇艿蕿蚅羂膅薈螇螅肁薈蒇羁羇膄虿螃羃膃螂聿芁膂蒁袂膇膁薄肇肃膁蚆袀罿膀螈蚃芈艿蒈袈膄芈薀蚁肀芇螂袇肆芆蒂蝿羂芆薄羅芀芅蚇螈膆芄蝿羃肂莃葿螆羈莂薁羁袄莁蚃螄膃莀蒃羀腿莀薅袃肅荿蚈肈羁莈螀袁艿莇蒀蚄膅蒆薂衿肁蒅蚄蚂羇蒄莄袇袃蒄薆蚀节蒃蚈羆膈蒂螁螈肄蒁蒀羄羀蒀薃螇艿蕿蚅羂膅薈螇螅肁薈蒇羁羇膄虿螃羃膃螂聿芁膂蒁袂膇膁薄肇肃膁蚆袀罿膀螈蚃芈艿蒈 基本原理和基本概念概要 第一章 绪论 一、自动控制和自动控制系统基本概念 自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制设备或装置，使被控对象的被控量自动的按预定的规律变化。 自动控制系统：能自动对被控对象的被控量（或工作状态）进行控制的系统。 被控对象（又称受控对象）：指工作状态需要加以控制的机械、装置或过程。 被控量：表征被控对象工作状态且需要加以控制的物理量，也是自动控制系统的输出量。 给定值（又称为参考输入）：希望被控量趋近的数值。又称为规定值。 扰动量（又分为内扰和外扰）：引起被控量发生不期望的变化的各种内部或外部的变量。 控制器（又称调节器）：组成控制系统的两大要素之一（另一大要素即为被控对象），是起控制作用的设备或装置。 负反馈控制原理：将系统的输出信号反馈至输入端，与给定的输入信号相减，所产生的偏差信号通过控制器变成控制变量去调节被控对象，达到减小偏差或消除偏差的目的。 二、自动控制原理的组成和方框图 典型的自动控制系统的基本组成可用图1.1-1的方框图来表示。其中的基本环节有： 受控对象：需要控制的装置、设备及过程。 测量变送元件： 测量被控量的变化,并使之变换成控制器可处理的信号(一般是电信号)。 执行机构：将控制器发来的控制信号变换成操作调节机构的动作。 调节机构：可改变受控对象的被控量, 使之趋向给定值。 控制器：按照预定控制规律将偏差值变换成控制量。 三、自动控制系统的基本控制方式： 自动控制系统的基本控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制三种。 开环控制适用于控制任务要求不高的场合。工程上绝大部分的自动控制系统为闭环控制。对控制任务要求较高，且扰动量可测量的场合，常采用复合控制系统（又称前馈——反馈复合控制系统）。 四、自动控制系统的分类 按给定输入的形式分类：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 按元件的静态特性分类：线性控制系统、非线性控制系统。 按信号是连续的还是离散的分类：连续（时间）控制系统、离散（时间）控制系统。 其它分类：多变量控制系统、计算机控制系统、最优控制、模糊控制、神经网络控制等等。 五、对控制系统的性能要求 对控制系统的性能要求是稳定性、快速性、准确性和鲁棒性。 六、控制系统的典型输入信号 控制系统的典型输入信号有阶跃、斜坡、抛物线、脉冲、正弦第二章 自动控制系统的数学描述 一、控制系统的数学模型 控制系统的数学模型是描述自动控制系统输入、输出以及内部各变量的静态和动态关系的数学表达式。控制系统的数学模型有多种形式：代数方程、微分方程、传递函数、差分方程、脉冲传递函数、状态方程、方框图、结构图、信号流图和静态/动态关系表等。 控制系统的数学模型的求取，可采用解析法或实验法。系统的数学模型关系