一控制系统导论().ppt

自动控制原理教师：胡芬巧办公室：A3-403手机考核方式（48+8学时,3.5学分） 自动控制，就是在无人直接参与的情况下，利用控制装置使受控对象的被控量按照预定的规律变化。 日常生活中常见的 家庭：全自动洗衣机、电饭煲 银行：自动取款机ATM 交通：红绿灯控制、火车上的开水机 楼宇：自动门、电梯等 转台 转台 复合控制 电动机速度开环控制系统 电动机速度控制系统 系统方块图的画法: 习题1-5 液位控制系统 习题1-4 炉温控制系统 自动控制系统的基本要求 3、准确性 r(t) t 0 c(t) r(t) c(t) ess 由输入给定值与输出响应的终值之间的差值 大小表征。 稳定性、快速性和准确性往往是互相制约的。 怎样根据工作任务的不同,分析和设计自动控制系统，使其对三方面的性能有所侧重 ，并兼顾其它正是自控原理课程要解决的问题。 经典控制理论 线性定常连续系统 线性定常离散系统 分析 时域分析法 复域分析法 频域分析法 稳 快 准 设计 串联 反馈 前馈 复合 超前 滞后 建模 1、自动控制另一种定义：是指机器设备在没有人直接参与的情况下，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制实现预期的目标。 2、预定规律指的是被控量等于给定量或按给定信号变换规律变化 系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控量。电位器用来设置期望液位高度（电位器的上下移动来实现）。 当浮杆箭头指向电位器接中点位置时，放大器差动输入量为零，电动机不动，控制阀有一定的开度，使水箱的流入水量和流出水量相等，从而使液面保持在希望高度上。一旦流出水量发生变化（相当于扰动），例如当流出水量减小时，压面升高，浮子位置相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从接地点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液面流量减少。这时，水箱液面下降，浮子位置也相应下降，直到浮杆箭头位置移到中点为止，系统重新处于平衡状态，液位恢复给定高度，反之亦然。 恒温箱采用电加热的方式运行，电阻丝产生的热量与调压器电压的平方成正比，电压增高，炉温就上升。调压器电压有其滑动触点位置所控制，滑臂则由伺服电机驱动，炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压作为反馈电压与给定电压进行比较，得出的偏差电压经放大器放大，驱动电动机经减速器调节调压器的电压。 在正常情况下，炉温等于期望温度，热电偶的输出电压等于给定电压，偏差为零。当炉温由于某种原因突然下降（例如炉门打开造成热量流失）时，热电偶输出电压下降，与给定电压比较后出现正偏差，经放大器放大后，驱动电机是调压器电压升高，炉温回升直到温度值等于期望值为止。 加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是给定电位器的电压信号（表征炉温的希望值）放大器为控制器，电动机、减速器、调压器组成执行机构，热电偶是测量元件。 当给定值变化时，被控量不可能立即跟上给定值的变化（机械部分质量、惯性的存在，电路中储能元件的存在使得被控量难以瞬时变化），而需要经过一个过渡过程，即动态过程。所谓动态过程就是指系统受到外加信号作用后，被控量随时间变化的全过程。将动态过程前顺便提一下几种典型的外作用：阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、正弦信号。脉冲信号的强度通常用其面积表示，若面积为1则为单位脉冲函数。 介绍前向通道、反馈通道、回路、比较元件、测量元件、放大元件、执行元件等 * * 南航金城学院 平时 成绩 考试 成绩 考勤 课堂 表现 作业 总成绩 作业 课堂 表现 考勤 最好不要缺课！ 请同学独立完成作业 现代控制理论 主要研究对象：多输入、多输出、时变参数、高精度复杂系统的分析和设计问题 自动控制的发展： 经典控制理论 ★ ★ ★ 主要研究对象：单输入单输出线性定常系统的分析和设计 鲁棒控制理论 一、自动控制与自动控制系统 二、自动控制系统的分类 三、对控制系统的性能要求 第一章 概 述 第一节　自动控制与自动控制系统 一、 自动控制的基本概念 （a）人工控制的水位系统 （b）简单的水位自动控制系统 为了实现上述控制任务，将控制装置和受控对象按照一定的方式连接起来，组成一个有机总体，这就是自动控制系统。 控制任务 维持水箱内水位恒定 控制装置 阀门、连杆和浮子 受控对象 水箱、供水系统 被控量 水箱内水位的高度 水位自动控制系统 自动控制系统示意图 分析自动控制系统的性能， 或根据性能要求去设计自动控制系统。 自动控制原理的主要任务： 检测元件 _ 被控量 给