[理学]自动控制原理课件1.ppt

自动控制原理;第一章 自动控制系统概述 第二章 控制系统的数学模型 第三章 控制系统的时域分析 第四章 根轨迹法 第五章 频域分析法 第六章 控制系统的校正方法;1.1 引言; 自动控制技术除了在工业上广泛应用外，近几十年来，随着计算机技术的发展和应用，在宇航、机器人控制、导弹制导及核动力等高新技术领域中，自动控制技术更具特别重要的作用。不仅如此，自动控制技术的应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，自动控制已成为现代社会生活中不可缺少的一部分。;飞 机 导 航 系 统; 人造地球卫星控制其准确地进入预定轨道运行并回收;无人驾驶飞机按预定轨迹飞行;制导导弹利用负反馈控制原理去紧紧盯住目标;被控制对象： 炉子 被控制量（输出量）： 炉温 控制装置： 开关K和电热丝， 对被控制量起控 制作用。;开环控制方式 指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而 没有反向联系的控制过程。 ;开环控制的特点;方 框 控制装置和被控对象分别用方框表示 信号线 方框的输入和输出以及它们之间的联 接用带箭头的信号线表示 输入信号 进入方框的信号 输出信号 离开方框的信号 控制系统的输出量就是被控量,它的希望值一般是系统输入信号的函数。;前馈控制;闭环控制;反馈的概念;反馈控制方式： 按偏差进行控制，具有抑制扰动对被控量产生 影响的能力和较高的控制精度。; 家用电冰箱温控系统 控制器设定温度，与冰箱温度比较，偏差电压使继电器接通，压缩机工作，将蒸发器中高温低压气态制冷液送制冷却器散热，降温后的低温低压制冷液压缩成高压液态进入蒸发器，急速降压扩散成气体，吸收热量，使冰箱温度下降，循环操作，使箱体温度达到希望温度，此时继电器断开，压缩机停止工作。;家用冰箱恒温系统的方框图;开环和闭环控制系统的特点;复合控制方式 按偏差控制和按扰动控制相结合的控制方式 称为复合控制方式。;1.3 自动控制与自动控制系统; 自动控制系统的功能和组成是多种多样的，其结构有简单也有复杂???它可以只控制一个物理量，也可以控制多个物理量甚至一个企业机构的全部生产和管理过程；它可以是一个具体的工程系统，也可以是比较抽象的社会系统、生态系统或经济系统。;自动控制系统的分类;机械系统——恒张力系统 电气系统 机电系统——全自动照相机， 光机电结合 液压系统——伺服液压缸， 汽车发动机， 大型的仿真模拟台 气动系统 生物系统;按系统功用分 ; ;恒值控制系统;恒值系统 是指参考输入量保持常值的系统。其任务是消除或减少扰动信号对系统输出的影响，使被控制量（即系统的输出量）保持在给定或希望的数值上。;程序控制系统;线形连续控制系统;线性定常离散控制系统;非线性系统 是指构成系统的元件中含有非线性元件的系统。其只能用非线性微分方程描述，不满足叠加原理。;对自动控制系统的基本要求;1.4 控制系统的性能指标;稳 定 性 示 意 图;2. 稳态误差（准确性） 在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。 指稳定系统在完成过渡过程后的稳态输出偏离希望值的程度。 开环控制系统的稳态误差通常与系统的增益或放大倍数有关。 而反馈控制系统（闭环系统）的控制精度主要取决于它的反馈深度。稳态误差越小，系统的精度越高，它由系统的稳态响应反映出来。;3. 瞬态响应指标（快速性）;典型的外作用（输入）;(1)、阶跃函数;(2)、斜坡函数;(3)、脉冲函数;(4)、正弦函数; 自动控制理论的发展;经典控制理论;经典控制理论的基本特征;现代控制理论;大系统理论;智能控制;Date