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自动控制系统分类（1/12）2.4自动控制系统的分类课程导入：前几节课我们学习了控制系统的基本知识，对经典控制及现代控制有所了解，随着科技进步和发展，自动控制在各个领域应用越来越广泛，这就需要我们对各种控制都有所了解的情况下才能去更好的应用，本节课主要学习自动控制系统分类。学习目标和任务：了解控制系统的有几种类型及各种类型的特点，以及各种控制系统在实际当中的应用。自动控制系统分类（2/12）2.4自动控制系统的分类按系统的结构形式分类按给定值的变化形式分类按系统的特性（数学模型）分类按系统信号流的形式分类按系统变量的多少分类自动控制系统分类（3/12）2.4.1按系统的结构形式分类（1）开环控制系统开环控制系统：就是控制量与输出量之间仅有前向通路而无反馈通路（即输出量不能对控制量产生影响）。自动控制系统分类（4/12）开环控制系统的优点：系统信息传递没有形成闭合回路，被控量不对控制作用产生影响，所以结构相对较简单、维护容易、成本低、不存在稳定性问题。原则上，被控量的控制精度取决于系统各环节的精度，多用于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合,如自动售货机，自动报警器，自动流水线等。开环控制系统的缺点：对元器件要求较高、抗干扰能力差，无法自动补偿系统干扰对被控量带来的影响。自动控制系统分类（5/12）(2)闭环控制系统闭环控制：是指系统的信息传递形成闭合回路。也称反馈控制系统。自动控制系统分类（6/12）闭环控制系统的优点：系统的输出（被控量）经反馈通道形成反馈信号，回送到输入端和给定信号生成偏差信号，影响控制作用。因此控制精度受环节的转换精度较小。由于存在反馈通道，系统总是力图维持系统输出（被控量）等于给定值，因此对干扰具有极强的补偿和修正作用。闭环控制系统的缺点：由于干扰对系统输出的影响需经一定时间才能逐渐反应出来，控制作用对干扰作用有时间滞后。控制过程可能产生振荡。结构复杂、维护不易、可能存在稳定性问题。自动控制系统分类（7/12）2.4.2按给定值的变化形式分类（1）定值控制系统定值控制系统：也称恒值控制系统。输出量以一定的精度等于给定值，而给定值一般不变化或变化很缓慢，扰动可随时变化的系统称为恒值系统。（2）随动控制系统随动系统：输出量能以一定精度跟随给定值变化的系统称随动系统，又称为跟踪系统。（3）程序控制系统自动控制系统的被控制量如果是根据预先编好的程序进行控制的系统称程序控制系。自动控制系统分类（8/12）2.4.3按系统的特性（数学模型）分类（1）线性控制系统如果系统的特性可用线性微分(或差分方程描述，即系统中各环节的特性都呈线性关系，则称此系统为线性控制系统。如果描述线性系统运动状态的微分方程（或差分）方程的系数是常数且不随时间变化，则这种线性系统称为线性定常（或时不变）系统。如果描述线性系统运动状态的微分方程（或差分）方程的系数是时间的函数，则这种线性系统称为线性时变系统。(2)非线性控制系统当系统中存在非线性特性的组成环节或元件，系统的特性就由非线性方程描述，这种系统即为非线性系统。自动控制系统分类（9/12）2.4.4按系统信号流的形式分类（1）连续控制系统系统中个部分的信号都是时间变量的连续函数。连续系统的运动状态或特性用微分方程描述。用模拟式仪表实现自动化的过程控制系统均属此类系统。（2）离散控制系统系统某处或多处的信号为时间上离散的脉冲序列或数码形式时，该系统为离散控制系统。自动控制系统分类（10/12）2.4.5按系统变量的多少分类（1）单变量系统单变量系统也称作单输入单输出系统，其输入量和输出量都为1个，系统结构较为简单。（2）多变量系统单变量系统也称作多输入多输出系统，其输入量和输出量多于1个，系统结构较为复杂。自动控制系统分类（11/12）小结在不同输入量作用下，对系统的输出量的要求，揭示出反馈控制系统的本质特征：输出跟随输入；对自动控制系统的性能指标要求有：稳定性——系统能工作的首要条件；快速性——用系统在暂态过程中的响应速度和被控量的波动程度描述；准确性——用稳态误差来衡量。自动控制系统分类（12/12）课后习题填空：1.开环控制系统______、______，但不能_____扰动对输出量的影响。2.闭环控制系统具有____环节，它能依靠___环节进行自动调节，以克服扰动对系统的影响。闭环控制极大地提高了系统的_____。3.在不同输入量作用下，对系统的输出量的要求，揭示出反馈控制系统的本质特征：______.