系统设计自动控制理论.ppt

* 3.准确性 指过渡过程结束后稳态误差越小越好。 准确性是衡量系统稳态精度的重要指标。 * 作业： 复习拉氏变换、拉氏反变换； 复习基尔霍夫定律、牛顿第二定律。 * 第一章 习题课 1.?自动控制、自动控制系统的概念； 2.?控制系统的两种基本方式；★ 3.?自动控制系统的任务；★ 4.?自动控制系统的工作原理； 5. 自动控制系统的组成； 6. 自动控制系统的分类； 7. 自动控制系统的原理方框图的绘制；★ 8. 对自动控制系统的要求。★ * 自动控制原理 主讲：钟莉娟 E-mail： 2793219317@ * 自动控制理论是自动化学科的重要理论基础，专门研究有关自动控制系统的基本概念、基本原理和基本分析方法，是自动化类、电子类专业的必修课。 * 自动控制原理课程 研究对象： 研究的中心问题： 控制过程的精度，即控制系统的性能。 主要内容： 数学模型 工程分析计算方法 一般规律 学习目标： 自动控制系统 经典控制论 现代控制论 系统分析、系统设计 自动控制理论 * 控制理论的发展 经典控制理论 40～50年代形成 适用于：SISO（单输入－单输出）系统 基本方法： 线性控制系统（时域法、频域法、根轨迹法） 非线性控制系统（相平面法、描述函数法等） 离散控制系统（z变换法） 现代控制理论 50年代末～60年代初形成 适用于：MIMO （多输入－多输出）系统 基本方法：状态空间法 * 大系统控制理论 70年代至今 大系统控制理论是一种过程控制与信息处理技术相结合的动态系统工程理论。 大系统是指规模庞大、结构复杂、功能综合、变量众多、目标多样的信息与控制系统。特点是：多输入、多输出、多干扰、多变量。 * 智能控制理论 70年代至今 智能控制是人工智能在控制上的应用，它研究的是模糊控制、神经网络、遗传算法等某些具有仿生智能的工程控制与信息处理系统。 它是依据人的思维方式和处理问题的技巧来解决目前需要人的智能才能解决的复杂控制问题。 主要包括：专家系统、模糊控制、人工神经元网络等。 * §1-1 自动控制与自动控制系统 §1-2 自动控制的方式 ★ §1-3 自动控制系统的类型 §1-4 对自动控制系统的基本要求 ★ 第一章 自动控制系统的一般概念 * §1-1 自动控制与自动控制系统 一. 自动控制 在无人直接参与的情况下利用控制装置使被控对象的某些物理量自动地按预定规律运行或变化的过程。 * 锅炉气鼓水位控制系统 眼 脑 手 测量变送器 控制器 给定值 执行机构 气鼓 手阀 控制阀 给水 水位计 蒸汽 人工控制 自动控制 * 二、自动控制的应用 电子表、电饭锅、自动洗衣机、声（光）控路灯 锅炉设备 数控机床 导弹发射与制导系统 无人驾驶飞机 人造卫星 高温、高压、有毒、有害的环境 * 自动控制系统是由控制装置与被控对象结合起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个有机整体。 控制器 气动阀门 流入 Q1 浮子 水箱 流出 Q2 H 人工水位控制系统 水位自动控制系统 H≠H0 H=H0 →眼睛 →大脑 →手 →进水阀门 →水箱→ 浮子 → 控制器 →气动阀门 三、自动控制系统 * 自动控制系统的组成: 控制装置（测量元件、比较元件、执行元件）、被控对象 在无人直接参与的情况下，只利用控制装置操纵被控对象，使被控量等于给定值。{c(t)=r(t)} 利用负反馈产生偏差信号，在偏差信号的作用下去驱动执行机构作用产生控制，通过控制消除偏差。 原理方框图 自动控制系统的基本任务是： 自动控制系统的工作原理是： （负反馈控制原理） * n 扰动 原理方框图 比较环节或比较点 引出点 方框 执行机构 被控对象 检测装置 - r 给定值 e 偏差 被控量 c 测量信号 信号线 功放环节 控制装置 给定环节 * 控制器 气动阀门 水箱 浮子 - r 预定水位高度 e 偏差 扰动 n c 实际水 位高度 水位自动控制系统 控制器 气动阀门 流入 Q1 浮子 水箱 流出 Q2 H * 水位自动控制系统的应用实例：抽水马桶 活塞 水箱 机械杠杆 浮子 h(t) h