1自动控制的一般概念

1、2021-6-14自动控制原理3本课程与其它课程的关系本课程与其它课程的关系自动控制原理自动控制原理大学物理（力学、热力学）微积分(含微分方程)线性代数复变函数、积分变换电路理论电力电子技术模拟电子技术运动控制基础各类控制系统课程各类控制系统课程控制论是控制论是“关于在动物和机器中控制和通讯的科学关于在动物和机器中控制和通讯的科学”。9 过程控制过程控制 在工业生产过程中，诸如对压力、温度、在工业生产过程中，诸如对压力、温度、湿度、流量、频率以及原料、燃料成分比湿度、流量、频率以及原料、燃料成分比例等方面的控制，称为过程控制。例等方面的控制，称为过程控制。输入输出控制系统蒸蒸汽汽冷水热水温度计

2、图1-1 热力系统的人工反馈控制排排水水自自动动控控制制器器热热水水冷冷水水蒸蒸汽汽温温度度测测量量装装置置 排排水水图图1 1- -2 2 热热力力系系统统的的自自动动反反馈馈控控制制控控制制阀阀控控 制制 器器对对 象象或或 过过 程程 输入量输出量图1 - 5 开环控制系统控控制制器器对对象象或或过过程程测测量量元元件件 输 入 量输 出 量稳定性：稳定性： 1 对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。时间的调整能够回到原来的期望值。 2 对随动系统，被控制量始终跟踪参考量的变化。对随动系统，被控制量始终跟踪参考

3、量的变化。 稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。实现预定任务。 稳定性通常由系统的结构与参数决定，与外界因素稳定性通常由系统的结构与参数决定，与外界因素无关。无关。1.3 对自动控制系统的基本要求对自动控制系统的基本要求可以归结为可以归结为稳稳定性（长期稳定性）、定性（长期稳定性）、准准确性确性（精度）和（精度）和快快速性（相对稳定性）。速性（相对稳定性）。 稳稳 准准 快快 准确性：准确性： 用稳态误差来表示。用稳态误差来表示。 在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入

4、所要求的期望输出之差叫做给稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。定稳态误差。 显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。输入的精度越高。快速性：快速性： 对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。称为动态性能。 稳定高射炮射角随动系统，虽然炮身最终稳定高射炮射角随动系统，虽然炮身最终能跟踪目标，但如果目标变动迅速，而炮身能跟踪目标，但如果目标变动迅速，而炮身行动迟缓，仍然无法跟踪目标。行动迟缓，仍然无法跟踪目标。 根据对系统性能的要求，如何合理地设根据对系统性能的要求，如何合

5、理地设计校正装置，使系统的性能能全面地满足计校正装置，使系统的性能能全面地满足技术上的要求。技术上的要求。1.4 本课程的学习要求本课程的学习要求1、本课程所要研究的两大课题：系统分析、系统综合、本课程所要研究的两大课题：系统分析、系统综合对于一个具体的控制系统，如何从理对于一个具体的控制系统，如何从理论上对它的动态性能和稳态精度进行论上对它的动态性能和稳态精度进行定性的分析和定量的计算。定性的分析和定量的计算。H H注注入入控控制制器器（比比较较、放放大大）Q Q1 1浮浮子子流流出出Q Q2 2（I I） 原原理理图图气气动动阀阀门门 希望液位实实际际液液位位放放大大元元件件气气动动阀阀门门水水 箱箱浮浮 子子控制器 注入（II） 控制系统方块图眼 睛 测 量 装 置 （ 浮 子 ） 手 气 动 阀 门头 脑 控 制 器 ， 比 较 、 计 算希望液位实实际际液液位位肌肌肉肉、手手阀阀 门