[工学]第一章 自动控制的一般概念.ppt

第二阶段 现代控制理论 科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件—现代数学和数字计算机。 现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。 在二十世纪五十年代末开始，随着计算机的飞速发展，推动了核能技术、空间技术的发展，从而对出现的多输入多输出系统、非线性系统和时变系统。 1.五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法；在1957年提出了动态规划。 2.1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念。 卡尔曼 4. 罗森布洛克（H.H.Rosenbrock）、欧文斯（D.H.Owens）和麦克法轮（G.J.MacFarlane）研究了使用于计算机辅助控制系统设计的现代频域法理论，将经典控制理论传递函数的概念推广到多变量系统，并探讨了传递函数矩阵与状态方程之间的等价转换关系，为进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础 3. 1961年庞特里亚金（俄国人）提出了极小（大）值原理。 庞特里亚金 L.S.Pontryagin 5. 20世纪70年代奥斯特隆姆（瑞典）和朗道（法国，L.D.Landau）在自适应控制理论和应用方面作出了贡献。 与此同时，关于系统辨识、最优控制、离散时间系统和自适应控制的发展大大丰富了现代控制理论的内容。 朗道 L.D.Landau 第三阶段 鲁棒控制理论阶段 1. 由于现代数学的发展，结合着H2和H?等范数而  出现了H2和H?控制，还有逆系统控制等方法。 2. 20世纪70年代末，控制理论向着“大系统理论”、 “智能控制理论”和“复杂系统理论”的方向发展： 大系统理论：用控制和信息的观点，研究各种大系的结  构方案、总体设计中的分解方法和协调等 问题的技术基础理论。 复杂大系统控制 智能控制理论：研究与模拟人类智能活动及其控制与信  息传递过程的规律，研制具有某些拟人  智能 的工程控制与信息处理系统的理论。 洗衣机智能模糊控制 机器人神经网络控制 复杂系统理论：把系统的研究拓广到开放复杂巨系统的范  筹，以解决复杂系统的控制为目标。 回顾控制理论的发展历程可以看出，它的发展过程反映了人类由机械化时代进入电气化时代，并走向自动化、信息化、智能化时代。 复杂航天器控制 + + + + + 电压 放大 + u0 n ua ue ut R 电压 放大 功率 放大 负载 SM TG 第一节 自动控制的基本原理与方式 电动机速度复合控制系统 第一节 自动控制的基本原理与方式 第二节 自动控制系统示例 一、飞机-自动驾驶仪系统 第一节 自动控制的基本原理与方式 给定装置 放大器 舵机 飞机 反馈电位器 垂直陀螺仪 θ0 θ 扰动 俯仰角控制系统方块图 飞机方块图 第一节 自动控制的基本原理与方式 二、电阻炉温度控制系统 第一节 自动控制的基本原理与方式 三、锅炉液位控制系统 第一章　自动控制的一般概念 第三节 自动控制系统的分类 一、按变量的数学关系来分 自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种 二、按控制系统的输入作用来分 第三节 自动控制系统的分类 一、线性系统和非线性系统 由线性微分方程或线性差分方程所描述的系统。 由非线性方程描述的系统。 线性系统： 非线性系统： 第三节 自动控制系统的分类 二、定常系统和时变系统 定常系统: 若系统微分方程的系数为常数，则称之为线性定常系统。此类系统为本书主要讨论对象。 系统数学模型微分方程的系数不是时间变量的函数。 否则称为时变系统。 第三节 自动控制系统的分类 三、连续系统和离散系统 连续系统： 系统中各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量。 离散系统： 系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，如脉冲或数码信号。 若系统中既有模拟量也有离散信号，则又可称之为采样系统。 第三节 自动控制系统的分类 四、恒