第章一般概念.ppt

* 自动控制原理 * 电位计 M + - h Q1 电动机 - + Q2 阀门V2 阀门V1 水箱 浮子 减速器 Q2 Q1 (-) 水位 h ug uf (-) 电动机 减速器 阀门V1 水箱 浮子-杠杆-电位器 例题1-3 * 自动控制原理 * 炉温 ug uf (-) 放大 电机、减速器 变压器 电炉 热电偶 给定电位计 电阻丝 例题1-4 * 自动控制原理 * 输出谷物湿度 给定湿度 (-) 湿度测量装置 调节器 阀门 湿度测量装置 传送装置 (-) 输入谷物 湿度 例题1-5 * 自动控制原理 * 对控制系统的要求 对控制系统的要求: 1.稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。 2.快速性：动态性能，有指标。 3.准确性：稳态（过度结束后的）值应尽量与期望值一致。 暂态过程特点:下图中,(a)、(b)非周期振荡；(c)发散振荡；(d)、(e)收敛振荡；(f)等幅振荡。 * 自动控制原理 * 1.6 典型外部输入信号 （1）阶跃函数（信号） （2）斜坡函数（信号） （3）脉冲函数（信号） （4）正弦函数（信号） * 自动控制原理 * 2）根据对系统性能的要求，如何合理地设计校正装置（控制器），使系统的性能能全面地满足技术上的要求。 1.7 本课程的任务 本课程所要研究的两大课题： 1）对于一个具体的控制系统，如何从理论上对它的动态性能和稳态精度进行定性的分析和定量的计算。 * 自动控制原理 * 作业 1-1 1-2 1-4 1-5 1-8 1-9 1-10 谢谢！ 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 3、利用状态变量，基于时域分析的现代控制理论应运而生。 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * （1）恒值控制系统 参考输入是个常值，要求被控量也等于常值。 外部扰动的存在，被控量偏离参考量而出现偏差，控制系统根据偏差产生控制作用，以克服扰动的影响，使被控量恢复到给定的常值。 第1章 自动控制的一般概念 * * 第1章 自动控制的一般概念 * * * 自动控制原理 * 热力系统的自动反馈控制 * 自动控制原理 * 1.1 历史的回顾 公元1788年 ，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心调节器，将离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速的闭环自动调速系统 。 * 自动控制原理 * 这是自动控制领域的第一项重大成果。 自动化技术形成于--18世纪末至20世纪30年代 * 自动控制原理 * 1922年，Minorsky研制出船舶操纵自动控制 器，并证明了从系统的微分方程确 定系统的稳定性的方法。 1932年，Nyquist提出了一种根据系统的开环 频率响应(对稳态正弦输入)，确定 闭环系统稳定性的方法。 1934年，Hezen提出了用于位置控制系统的伺 服机构的概念，讨论了可以精确跟踪 变化的输入信号的机电伺服机构。 * 自动控制原理 * 20世纪40年代，频率响应法为闭环控制系统工程设计提供了一种可行方法。 20世纪40年代末—50年代初 Evans提出并完善了根轨迹法。 形成了经典控制理论的核心（单输入单输出、线性、定常、以传递函数为基础）。设计的系统是稳定的，并且满足一组适当的性能要求，但不是某种意义上的最优系统。 20世纪50年代末，控制系统设计问题的重点从设计许多可行系统中的一种系统，转到设计在某种意义上的最优系统。 科学技术发展的需要、设备复杂、工艺要求高，多输入多输出的问题开始需要。 * 自动控制原理 * 20世纪60年代，数字计算机的出现为复杂系统的基于时域分析的现代控制理论提供了可能，现代应用数学新成果不断推出，宇航技术发展的需要。 现代控制理论发展了。利用状态变量、基于时域分析。 从1960年到1980，确定性系统、随机系统的最佳控制，及复杂系统的自适应和学习控制，都得到充分的研究。 从1980年到现在，现代控制理论进展集中于鲁棒控制、H∞控制及其相关课题。 * 自动控制原理