自动控制概论

1、高等数学高等数学积分变换积分变换自动控制理论自动控制理论现代控制理论现代控制理论其它专业课程其它专业课程1 1、 是一门专业基础课是一门专业基础课2 2、理论实践相结合、理论实践相结合理论性非常强理论性非常强,但又和实际应用紧密结合但又和实际应用紧密结合3 3、内容广泛、内容广泛自动控制理论课程特点自动控制理论课程特点学习自动控制理论的重要性学习自动控制理论的重要性1 1、本课程是自动化专业承上启下的课程、本课程是自动化专业承上启下的课程2 2、自动控制技术是应用非常广泛的技术、自动控制技术是应用非常广泛的技术电机控制、自动化生产线、火炮雷达控制、家电机控制、自动化生产线、火炮雷达控制、家用电

2、器；用电器； 总之，在机械、冶金、石油、化工、电力电子、总之，在机械、冶金、石油、化工、电力电子、航空、航海、航天、核反应堆等方面都有应用。航空、航海、航天、核反应堆等方面都有应用。4 4、学分较多、学分较多1 1、打好基础、打好基础高等数学（微积分）、积分变换（拉氏变换）高等数学（微积分）、积分变换（拉氏变换）2 2、做好预习、做好预习3 3、听好课、听好课课程进展的速度较快、希望预先了解课程内容课程进展的速度较快、希望预先了解课程内容掌握基本理论和基本方法掌握基本理论和基本方法4 4、做好习题、做好习题根据学到的基本理论和基本方法解决实际问题根据学到的基本理论和基本方法解决实际问题第一章

3、自动控制概论 1.1 引引 言言 1.2 自动控制系统的分类自动控制系统的分类 1.3 对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求1.1.1 自动控制理论及应用自动控制理论及应用1.1 引引 言言动画动画1 1动画动画2 2n自动控制系统自动控制系统：房间房间交换设备交换设备压缩机压缩机控制板控制板传感器传感器控制对象控制对象执行机构执行机构测量元件测量元件控制单元控制单元功能：房间温度控制在人体比较舒适的范围功能：房间温度控制在人体比较舒适的范围 （对象、物理量、控制设备）（对象、物理量、控制设备）系统组成：系统组成：温度设定温度设定比较单元比较单元控制单元控制单元执行机构执行机构控制对象控制

4、对象测量元件测量元件控制器控制器控制对象控制对象反馈反馈比较比较控制指令控制指令NoImageNoImage分类分类运动控制系统运动控制系统过程控制系统过程控制系统线性线性/ /非线性系统非线性系统连续连续/ /离散性系统离散性系统定常定常/ /时变性系统时变性系统单输入单输出单输入单输出/ /多输入多输出系统多输入多输出系统集中参数集中参数/ /分布参数系统分布参数系统按被控对象分按被控对象分按使用的数学方法分按使用的数学方法分按输入信号特征分按输入信号特征分按系统功用分按系统功用分恒值系统恒值系统 随动系统随动系统程序控制系统程序控制系统按控制方式分按控制方式分按给定值操纵的开环控制按给定

5、值操纵的开环控制按干扰补偿的开环控制按干扰补偿的开环控制按偏差调节的闭环控制按偏差调节的闭环控制复合控制：闭环反馈为主，开环补偿为辅复合控制：闭环反馈为主，开环补偿为辅温度计温度计 加热电阻丝加热电阻丝调压器调压器u(a) 原理图原理图220V输出量输出量 (手柄位置手柄位置)输入量输入量 调压器调压器 加热加热 电阻丝电阻丝 电炉电炉 恒温箱恒温箱 受控对象受控对象( (温度温度) )扰动量扰动量(b) 方块图方块图控制装置控制装置扰动扰动输出量输出量输入量输入量控制装置控制装置受控对象受控对象开环控制系统的方框图开环控制系统的方框图 1. 1.开环控制系统开环控制系统动画动画MugudoV

6、GT+- -(a) 原理图原理图给定信号给定信号( (电压电压) )触发触发 器器电动机电动机受控对象受控对象输出量输出量( (转速转速) ) 扰动量扰动量(b) 方块图方块图控制装置控制装置 晶闸管可晶闸管可 控整流器控整流器o按给定开环控制按给定开环控制 +-+ugudoMiuin(a) 原理图原理图R 放大放大 器器 负载负载 给定信号给定信号ug被控量被控量 扰动扰动inui(b) 方块图方块图 电压电压 放大放大 电阻电阻 R 触发触发 器器 晶阐管可晶阐管可 控整流器控整流器 电动电动 机机o按干扰补偿开环控制按干扰补偿开环控制NoImageNoImage 元部件元部件 方框（块）

7、图方框（块）图 信号（物理量）及传递方向信号（物理量）及传递方向 中的符号中的符号 比较点比较点 引出点引出点 表示负反馈表示负反馈NoImageNoImageNoImageNoImageNoImageNoImage炉温控制系统方框图- -utug扰动扰动 给定给定 装置装置 放大器放大器 电动机电动机 转速反转速反 馈装置馈装置 触发器触发器 晶阐管可晶阐管可 控整流器控整流器控控 制制 装装 置置受控对象受控对象n(b) 方框图方框图ueudoRP1ugR0R0R1-utRP2- -+- -+ TGMudouc(a) 原理图原理图+电动机转速闭环控制系统NoImageNoImageNoIm

8、ageNoImage复合控制系统复合控制系统udoMR iugutTG(a) 原理图原理图 负载负载放大器放大器 放大器放大器+n扰动扰动(ML)uiugut(- -)(b) 方块图方块图 扰动检扰动检 测装置测装置 晶阐管可晶阐管可 控整流器控整流器 转速反转速反 馈装置馈装置 电动电动 机机 放大器放大器 放大器放大器 触发器触发器按干扰作用补偿按干扰作用补偿电动机转速复合控制系统电动机转速复合控制系统复合控制系统典型方框图复合控制系统典型方框图 被控量被控量 输入信号输入信号 (- -) 补偿装置补偿装置 控制装置控制装置 受控对象受控对象(a)按输入作用补偿控制装置控制装置被控对象被控

9、对象测量装置测量装置补偿装置补偿装置(-)(-)输入信号输入信号输出信号输出信号扰扰动动(b)按扰动作用补偿0212yyyy 02yyy NoImageNoImage1. 自动控制的一般概念自动控制的一般概念 基本控制方式基本控制方式 控制系统的基本组成控制系统的基本组成 控制系统的分类控制系统的分类 对控制系统的要求对控制系统的要求 课程研究的内容课程研究的内容 2. 要求掌握的知识点要求掌握的知识点 负反馈控制系统的特点及原理负反馈控制系统的特点及原理 由系统工作原理图绘制方框图由系统工作原理图绘制方框图课课 程程 小小 结结本次课程作业本次课程作业（1）自动控制原理自动控制原理按偏差按偏差作用补偿作用补偿ugTiu - - ufQTo 给定给定 装置装置 放大器放大器 电动机、传动电动机、传动 装置和阀