1-1 导论12讲解材料.ppt

《工程控制基础》;自动控制 脱离人的直接干预，利用控制装置使被控对象的某一物理量准确地按照预期的规律运行。 另一种定义：机器设备在没有人直接参与的情况下，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制实现预期的目标。;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;;自动控制系统应用举例;自动控制系统应用举例;自动控制系统应用举例;自动控制系统应用举例;自动控制系统应用举例;自动控制系统应用举例;自动控制系统应用举例;机器人;大学生智能汽车比赛;无人驾驶汽车;自动控制理论的内容;经典控制理论 包括时域、复频域的分析与设计方法 研究的主要对象是单输入、单输出 　　　　　　　　　　　　　——单变量系统 如：调节电压改变电机的速度 　　调节流量改变容器中液体的液位;现代控制理论 以状态空间法为研究方法 研究的主要对象是多输入、多输出 　　　　　　　　　　　　　　——多变量系统 如: 汽车通过调节方向盘和加速踏板，调整方向和速度两个输出 计算机科学的发展，极大地促进了控制科学的发展 ;经典控制理论与现代控制理论比较;过程控制与信息处理相结合 研究的对象规模庞大、结构复杂、功能综合、目标多样、因素众多 ——多输入、多输出、多干扰、多变量的系统 如：人体，我们就可以看作为一个大系统 　　社会人口系统　 大系统控制理论目前仍处于发展阶段;　新发展起来的一种控制技术，是人工智能在控制上的应用。依据人的思维方式和处理问题的技巧，解决那些目前需要人的智能才能解决的复杂的控制问题。 能运用人们的经验与技巧解决许多以往控制中难以解决的棘手问题，因此得到了人们极大的重视。;自动控制系统的基本原理和组成;控制系统的组成： 　　 输入部分、控制系统部分和输出部分 从物理角度上看，研究的是特定激励作用下的系统响应变化情况； 从数学角度上看，研究的是输入与输出之间的映射关系。;例1. a.温度——人工控制 ; ;b.温度—— 自动控制;温度自动控???系统的基本组成;例2：火炮自动跟踪系统;1.2.2 自动控制系统的组成;典型的反馈控制系统的结构图;输入量;思考题;1.3.1 按信号的传递路径来分类 1、开环控制系统 特点： ; 2、闭环控制系统（反馈控制系统） 特点： ;1.3.2 按系统输出信号的变化规律来分类 1、恒值控制系统 （或称自动调节系统、自动镇定系统） 特点：输入信号是一个恒定的数值。 如：工业生产中的恒温、恒压等自动控制系统 ;2、过程控制系统 特点：输入信号是一个已知的函数。 系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，如化工中的压力、温度、流量控制。 恒值控制系统可看成输入等于常值的过程控制系统。 ; 特点：输入信号是一个未知函数。 要求控制系统的输出量跟随输入信号变化。 如：火炮自动跟踪系统。要求有较好的跟踪能力。;1、连续系统 特点：系统各部分信号都是模拟的连续函数。 工业中采用常规仪表控制的系统。 ;2、离散系统 特点：系统的某一处或几处信号以脉冲序列或数码形式传递的控制系统。 系统中用采样开关将连续信号转变为离散信号。; ;1.3.4 按系统的输入输出特性不同来分类 1、线性系统 特点：系统由线性元件构成，描述运动规律的数学模型为线性微分方程。 ? r(t)——系统输入量； c(t)——系统输出量;1、线性系统 特点：具有叠加性和齐次性。 ;2、非线性系统 特点：在构成系统的环节中有一个或一个以上的非线性 环节。 非线性的理论研究不如线性系统那么完整，目前尚无通用的方法可以解决各类非线性系统。 ;其他的分类方法： 按功能来分： 温度控制系统、速度控制系统、 位置控系统等。 按元件组成分：机电系统、液压系统、生物系统等。 ;1.3 自动控制系统的分类;1.4 控制系统实例;1.4.2 角度随动系统;控制系统建模;1;;系统分析的内容 ;解析法 ;1.5 本书概貌;;作业