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比例控制比例控制规律及其特点比例控制器KCe图9-8简单比例控制系统示意图Δp图9-7比例控制器（9-4）比例控制器实际上是一个放大倍数可调的放大量010203比例控制如上图，根据相似三角形原理所以，对于具有比例控制的控制器（9-5）比例控制1.比例度（9-7）比例度是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数。二、比例度及其对控制过程的影响比例控制一只比例作用的电动温度控制器,它的量程是100～200℃,电动控制器的输出是0～10mA,假如当指示值从140℃变化到160℃时,相应的控制器输出从3mA变化到8mA,这时的比例度为为举例比例控制当温度变化全量程的40%时,控制器的输出从0mA变化到10mA。在这个范围内,温度的变化和控制器的输出变化Δp是成比例的。但是当温度变化超过全量程的40%时(在上例中即温度变化超过40℃时),控制器的输出就不能再跟着变化了。这是因为控制器的输出最多只能变化100%。所以,比例度实际上就是使控制器输出变化全范围时,输入偏差改变量占满量程的百分数。说明比例控制图9-9比例度与输入输出的关系即（9-8）将式（9-7）改写后得对于一只具体的比例控制器，仪表的量程和控制器的输出范围都是固定的,令（9-9）二、随动系统例如：跟踪目标的雷达系统、火炮群控制系统、导弹制导系统、参数的自动检验系统、X-Y记录仪、船舶驾驶舵位跟踪系统、飞机自动驾驶仪等等。如图1－13所示为船舶驾驶舵角位置跟踪系统。定义：给定值随意变化而事先无法知道的系统。目的：使c(t)按一定精度跟踪r(t)的变化。随动系统（续）logo图1－13船舶驾驶舵角位置跟踪系统其任务是使船舵角位置按给定指令变化，即要求θ0跟随θi:θ0(t)=θi(t)。随动系统（续）图1－14图1－15船舶驾驶舵角位置跟踪系统方框图该系统由船舵（受控对象）、电位计（测量、比较元件）、电机、减速器、电压和功率放大器等组成。由两个电位计组成桥式连接，Δu=ui-ua。若θ0=θi，则预先整定ui=u0,则Δu=0，电机不动，系统处于平衡状态。若θi变了，而θ0未变，则有θ0≠θi，ui≠u0，Δu≠0，从而使电机转动，带动船舵角位置θ0向θi要求的位置变化，直至θ0=θi，Δu=0，电机才停止。系统重又平衡。优点：控制对象简单，指令信号事先无法知道其变化规律。可用功率很小的指令信号操纵功率很大的工作机械，还可进行远距离控制。0102随动系统（续）三、程控系统：定义：给定值或指令输入信号按预定程序变化的系统。目的：c(t)按预定的程序去运行。例如：顺序控制器、数控机床、仿形机床等。如图1－16所示为数控机床，将输入处理，插补计算和控制功能可由逻辑电路实现，也可由计算机来完成。一般都将加工轨迹编好程序。并转换成脉冲输入，再将工作台移动轨迹也换算成脉冲侧出来与输入脉冲比较后再换算成模拟信号用以控制SM。程控系统（续）图1－16数控机床控制系统方框图线性函数，如线性微分方程、线性差分方程、线性代数方程。线性系统具有齐次性和叠加性，其优点是数学处理简便，理论体系完整。①线性系统的数学描述：用非线性方程描述的系统，不满足叠加原理。可分为线性控制系统和非线性控制系统②非线性控制系统：1.3.3按数学描述分类1.3.4按时间信号的性质分类可分为连续控制系统和离散控制系统：①连续控制系统：系统中各变量均对时间连续。离散控制系统：系统中一处或几处的变量为离散信号，如计算机控制系统或采样控制系统。0t连续信号0t离散信号定常系统：系统的参数不随时间变化的系统。描述其动态特性的微分方程或差分方程的系数为常数。时变系统：系统的参数随时间而变化。描述其动态特性的微分方程或差分方程的系数不为常数。按系统参数是否随时间变化分类可分为定常系统与时变系统1.4自动控制理论概要1.4.1自动控制系统的基本要求系统有各种各样，对每个系统也都有不同的特殊要求，但对于各类系统来说，在已知系统的结构和参数时，研究的和感兴趣的却是系统在某