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1．给定环节 是设定被控制量的给定值的装置。如炉温闭环控制系统 中的电位器。 2．比较环节 其功能是将所检测到的输出量和给定量进行比较，确定出 二者之间的偏差。 3．放大环节 放大环节的作用就是将偏差信号转换成适合于控制执行机构工作的信号。 4．校正环节 或称为校正装置。它是为改善系统的控制性能而加入的环节，它可以将偏差信号按照某种规律进行运算处理，以形成合适的控制作用，使被控制量按照预期的规律变化。 通常，在控制系统中，把比较环节、校正环节和放大环节合在一起称为控制器（或控制装置）。 5．执行机构 其功能是执行控制作用并驱动被控对象，它是直接作用 于被控对象的，一般有传动装置或调节机构组成。 6．被控对象 是指被控制的生产设备或生产过程。 7．检测装置（传感器） 该装置的功能是用来测量被控制量，并转换成与给定量相同的物理量反馈到输入端。 测量精度要高 反应要灵敏 性能要稳定 1．5 自动控制系统分类 1.5.1 按控制系统元件特性分类 按系统是否满足叠加原理，分为线性和非线性系统两类 。 组成控制系统的元件都具有线性特性； 输入输出关系可用微分方程、差分方程、传递函数以及状态空间表达式来描述； 主要特点是具有齐次性和适用叠加原理； 如果线性系统中的参数不随时间变化，则称为线性定常系统；否则称为线性时变系统 。 1．线性控制系统 输出量和输入量及它们的各阶导数均为一次幂，且各系数均与输入量（自变量） 无关，即为线性微分方程。 齐次性 若激励f(t)产生的响应为y(t)，则激励Af(t)产生的响应即为Ay(t)，此性质即为齐次性。其中A为任意常数。 指系统输入改变k倍，输出也相应改变k倍 叠加原理 如果一个系统在输入r1(t)作用下产生输出c1(t)，在输入r2(t)作用下产生输出c2(t) ；若在r1(t) +r2(t)作用下输出为c1(t)+ c2(t)，则满足叠加原理 若在输入a1r1(t) +a2r2(t)作用下系统输出为a1c1(t) +a2c2(t) （其中r1(t) 、 r2(t)是任意的输入信号；a1,a2是任意的常数），则该系统满足线性叠加原理，是线性系统，否则是非线性系统。 2．非线性控制系统 控制系统中，若至少一个元件具有非线性特性； 一般不具有齐次性，也不适用叠加原理； 输出响应和稳定性与输入信号和初始状态有很大关系； 也有时变和定常系统之分； 严格地讲，绝对线性的控制系统（或元件）是不存在的。 典型非线性特性 (b) 不灵敏区特性 (a) 饱和特性 (c) 继电器特性 1.5.2 按控制系统信号形式分类 1．连续控制系统 当控制系统各处的信号都是时间的连续函数时，称为连续控制系统。 2．离散控制系统 当控制系统的某一处或几处的信号是以脉冲序列或数码形式传递的，在时间上是离散的，此系统称为离散控制系统。 采样开关将连续信号变为离散信号 (a) 采样开关 (b) 连续信号 (c) 离散信号 离散信号取脉冲形式的系统称为脉冲控制系统；而对于采用数字计算机或数字控制器的系统，其离散信号为数字形式，称为数字控制系统。 采样开关 脉冲控制系统结构图 数据保持器 控制对象 数字控制系统结构图 控制器 控制对象 A∕D D∕A 1.5.3 按输入量的变化形式分类 1．恒值控制系统 输入量是不变的常数，要求输出量尽可能保持在期望值上。 2．程序控制系统 系统的输入量是按照预先设定的时间函数变化，要求输出量准确或以一定的精度跟踪变化。 3．随动控制系统（又称伺服系统） 系统的输入量是随时间任意变化的，要求输出量准确或以一定的精度跟随输入量的变化。 例1-1 船舶驾驶舵角位置跟踪系统。试分析其工作原理，并画出系统结构图。 电压 放大器 功率 放大器 船舵 电动机 减速器 反馈连接 电位器组 船舶舵角位置跟踪系统 操纵杆 舵角位置跟踪系统原理结构图 操纵杆 电位 器组 电压 放大器 功率 放大器 电动机 减速器 船舵 按系统元件、部件类型分类 电气控制系统 机械控制系统 液压控制系统 生物控制系统 经济控制系统等。 按系统的输入输出关系划分 SISO控制系统 MIMO控制系统 苏学成：放飞世界首只机器人鸟 为实现自动控制，必须对控制系统提出一定的要求。 对于闭环控制系统，输入量和扰动量均不变时，输出量也恒定不变，这种状态称为平衡态或静态、稳态； 输入量或扰动量变化时，反馈量将与输入量产生偏差