自动控制理论第一讲幻灯片.ppt

四、自动控制系统的基本要求 稳定性、快速性、准确性，即稳、快、准。 稳定性　稳定性是指系统重新恢复平衡状态的能力，任何一个正常工作的系统首先必须是稳定的。 快速性 在控制作用下，系统必然由原先的平衡状态经过一段时间才过渡到另一个新的平衡状态，这个过程称为过渡过程。过渡过程越短，表明系统的快速性越好。快速性是衡量系统质量高低的重要指标之一。 准确性 对一个稳定的系统而言，当过渡过程结束后，系统输出量的实际值与期望值之差称为稳态误差，它是衡量系统稳态精度的重要指标。稳态误差越小，表示系统的准确性越好。 五、自动控制理论研究的问题 1、自动控制建模问题 建立控制系统各个方框的数学模型是控制系统分析和设计的基础。 2、控制系统分析 在已知系统的结构参数的条件下，研究系统在某种典型输入信号下输出信号变化的全过程，并从这个变化过程中得到评价系统性能的指标；以及讨论系统的性能和系统结构、参数的关系。 3、控制系统设计 在给定被控对象及所要求的性能指标的情况下，设计一个即能完成控制任务又可以满足所提出的性能指标的控制系统。要改变系统的某些参数或者是加入校正装置，使其满足预定的性能指标要求。 六、自动控制理论的主要内容 1、古典控制理论 研究对象：单输入单输出线性系统 数学基础：微积分、积分变换 系统描述方法：传递函数 研究方法：时域法、频率特性法、根轨迹法 核心概念：输出反馈 适用系统：线性系统 2、现代控制理论 研究对象：多输入多输出线性系统 数学基础：线性代数、矩阵理论 系统描述方法：状态空间表达式 研究方法：时域法 核心概念：状态反馈 适用系统：线性、非线性 七、自动控制理论的发展 1 经典控制理论 40~50年代形成 SISO系统 基于：二战军工技术 目标：反馈控制系统的镇定 基本方法：传递函数，频率法，PID调节器 2 现代控制理论 60~70年代形成 MIMO系统 基于： 冷战时期空间技术，计算机技术 目标：最优控制 基本方法：状态方程（时域） 智能控制技术 90年代开始发展 专家系统 模糊控制 神经网络 预测控制 4 正在发展的各个领域 自适应控制 大系统理论 鲁棒控制 多率周期控制 非线性控制（微分几何，混沌，变结构） 八、自动控制技术的应用 1、消费娱乐 2、家用电器 3、工业控制 4、智能仪器仪表 数字式测角仪 交直流电压电流表 智能热量表 5、智能电网 5、汽车电子 6、新能源 7、航空、航天、航海 8、军事 自动控制理论 长安大学电子与控制工程学院自动化系 李 登 峰 手机Email：dfli@chd.edu.cn 主要内容 第一节 自动控制理论课程概述 第二节 控制系统的基本概念 第三节 自动控制系统的分类 第四节 自动控制理论概要 第一章 引 论 一、课程特点 1、 它是一门专业基础课 第一节 自动控制理论课程概述 自动控制理论 电路理论 电机与拖动 大学物理 信号与系统 复变函数 拉氏变换 模拟电子技术 线性代数 微积分 各 类 专业课 线性系统 现代控 制理论 2、理论实践紧密结合 理论性非常强 与工程实践紧密结合 3、内容广泛 高等数学、物理、化学 电路 电机 机械 经济 航空、航天等等 二、学习自动控制理论的重要性 1、本课程是自动化专业承上启下的课程 2、自动控制技术是应用非常广泛的技术 电机控制、自动化生产线、火炮雷达控制、家用电器、机械、冶金、石油、化工、电力电子、航空、航海、航天、核反应堆等。 3、自动控制理论能为解决实际控制问题提供理论和方法 4、学分较多 三、本课程学习方法 1、打好基础 高等数学（微积分）、积分变换（拉氏变换） 2、做好预习 讲课的速度较快、了解课程内容 3、听好课 理解基本理论和基本方法 4、做好习题 灵活应用基本理论和基本方法解决实际问题 四、课程主要内容及课程按排 第一章 引论 2学时 知识准备 拉氏变换及拉氏变换定理 2学时 第二章 线性系统的数学模型 8学时 补充知识 复阻抗法求传递函数 2学时 第三章 线性系统的时域分析 10学时 第四章 线性系统的根轨迹分析 8学时 第五章 线性系统的频域分析