自控原理第一二章(全2011)胡寿松.pdf

《自动控制原理》 湖南大学电气与信息工程学院 主讲：熊高峰 教学目的和内容 熟练掌握自动控制的基本概念； 熟练掌握控制系统的数学模型及结构图和信号 流图的表示方法； 熟练掌握线性控制系统的时域分析法、根轨迹 法、频域分析法、以及综合校正设计等方法； 熟练掌握线性离散系统分析及数字校正方法； 培养定性分析、定量分析、仿真实验、初步联 系工程实际等方面的综合技术能力。 推荐教材与参考资料 1、自动控制原理（第4版），胡寿松主编， 国防工业出版社，或者，科学出版社 2、自动控制原理（修订版），李友善主编， 国防工业出版社 3、自动控制原理习题集，胡寿松主编，沈程智副主编， 国防工业出版社 第一章 自动控制的一般概念 第一节 自动控制理论的发展 一、自动控制： 在没有人直接参与的情况下，利用外加设备或装置（称 控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（称被 控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按 照预定的规律运行。 二、自动控制系统： 由被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来，能够 对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个有机总体。 自动控制系统一般都有输入量和输出量： 输入 输出 系统 图 1-1 三、自动控制理论： 研究自动控制共同规律的技术科学,其研究对象是系 统,输入和输出三者之间的动态关系。 四、自动控制理论的发展： 1 古典控制理论： 研究对象：单输入单输出（SISO）线性定常系统为主 微分方程 （时域t） 研究工具： 传递函数 （复频域s） 2 现代控制理论： 多输入多输出（MIMO）系统 研究对象： 线性系统与非线性系统 定常系统与时变系统 研究工具：状态空间法 （时域t） 3 智能控制理论： 研究方向：自适应控制理论、模糊控制理论、 人工神经网络、混沌理论等。 第二节 反馈与反馈控制原理 一、反馈： 将系统的输出，部分或全部地、直接或间接地返回输入端。 输入xi 输出xo G ＋或者－ 图 1-2 正反馈：反馈信号与系统的输入信号方向相同（作用相同） 取相加符号（+），且（+）可以省略。 负反馈：反馈信号与系统的输入信号方向相反（作用相反） 取相减符号（-）。 二、反馈控制原理： 通过人工恒温调节系统和自动恒温调节系统来说明 反馈控制原理。 温度计 1 人工恒温调节系统 恒温箱 恒温调节过程: 1) 目测温度计温度T （实际值） o 电阻丝 调压器 2）与给定温度T （期望值）比 i 较，得温度偏差: