机械工程控制基础 chap1 1.ppt

放大元件 对偏差信号进行放大，使之有足够的能量驱 动执行元件实现控制功能。 执行元件 直接对受控对象进行操纵的元件；如电动机、 液压马达等； 第一章 控制系统的基本概念 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 校正元件 用以改善系统控制质量的装置。 校正元件分为串联和并联两种。 控制系统中比较元件、放大元件、执行元件和反馈元件等共同起控制作用，统称为控制器。 实际的控制系统中，扰动总是不可避免的，扰动分为内部扰动和外部扰动，但在控制系统中，扰动集中表现在控制量与被控量的偏差上，因此，可以将控制系统的扰动等效为对控制对象的干扰。 第一章 控制系统的基本概念 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 三、控制系统的基本类型 按输入量的特征分类 恒值控制系统 系统输入量为恒定值。控制任务是保证在任何扰动作用下系统的输出量为恒值。 如：恒温箱控制、电网电压、频率控制等。 程序控制系统 输入量的变化规律预先确知，输入装置根据输入的变化规律，发出控制指令，使被控对象按照指令程序的要求而运动。如数控加工系统。 第一章 控制系统的基本概念 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 控制论是研究什么的？定义？ 说法一：“控制论”是关于机器的理论 说法二：“控制论”是电子计算机和电子学的理论 说法三：“控制论”就是类似于数学的一门学科 说法四：“控制论”是关于动物和机器中控制和通信的科学（维纳定义） “控制论”是以研究各种系统共同存在的控制规律 为对象的一门科学。 控制论”就是要揭示包括机器、生物、社会在内的 各种不同的控制系统的共同规律。 是研究各种系统共同控制规律的科学，是方法论。 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 维纳是如何发现问题、提出问题并创立这一全新的学科的呢？ 人的有目的的活动 VS 具有控制功能的机器 取物 火炮打敌机 感觉器官：眼、耳 检测机构：雷达 中枢决策器官：大脑 决策机构：指挥仪 效应器官：手、脚…… 执行机构：随动系统 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 问题1：各种系统有什么共性？ 尽管机器与动物在本质上有着天壤之别，有着无生命与有生命的差别，但从机器控制的动作和人的行为过程来看，他们有着相当确切的“同构性” 。 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 问题2：究竟是什么东西使的尽管在质的方面有着天壤之别的机器和人在行为活动中，有如此相似的过程呢？ 信息 生物电 力 输出端 手指 车轮 执行机构（控制机构） 手臂、肌肉、大脑 转动机构 输入端 手臂神经 方向盘 　 用手取物 开汽车 共同点：控制内容的消息----信息，正是控制部分和受控部分之间发生了这种信息的联系、信息的运动，控制过程才得以实现。 控制过程就是系统中信息运动的过程。 控制机工作，实际上就是以某种方式向机器发出信号，机器接受信息的地方叫输入端。机器接受到控制信息产生一系列动作，去完成指定工作，产生这些运动的地方叫执行机构或控制机构。机器完成了指定的工作，产生出工作效果的地方叫输出端。 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 问题3：控制过程是怎样具体实现的呢？信息是以怎样的形式实现控制和操纵的呢？ 控制的反馈机制 控制理论中称信息的双向运动为“反馈联系”。 “反馈”是指：控制系统把信息传输出去后，又将信息的作用返回到控制系统，并对控制系统的再输出产生影响。 第一章 控制系统的基本概念 College of mechanical electronic engineering 控制论中的三大要素： 同构理论 信息的流通、交换 反馈机制 第一章 控制系统的基本概念