《自动控制原理》（第六版）课件：01-02自动控制系统示例

1、自 动 控 制 原 理21-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式 开环控制方式 反馈控制方式 复合控制方式31-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式开环控制（open-loop control）： 控制系统的输出量对系统没有控制作用。特点：输入量与输出量一一对应。信号传递是单方向的，即只有输入量对输出量产生控制作用。系统没有抗干扰能力。 41-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式按给定值操纵的开环控制原理方框图51-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式开环控制应用实例：自动售货机；自动洗衣机；产品自动生产线

2、；数控车床；交通红绿灯；。61-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式按扰动补偿的开环控制原理方框图71-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式反馈（闭环）控制 (feedback (close-loop) control ) 闭环控制把系统的输出量检测出来，经过物理量的转换，再反馈到系统的输入端去与给定量进行比较（形成偏差），利用偏差量作为控制信号来纠正偏差。特点：输入量与输出量一一对应。信号传递是双方向的：既有输入量对输出量的作用，又有输出量对输入量的作用。系统具有抗干扰能力。81-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式闭环控制典

3、型原理方框图91-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式按输入补偿的复合控制101-1 自动控制的基本原理与方式5. 自动控制系统基本控制方式 按扰动补偿的复合控制原理方框图111-2 自动控制系统示例 函数记录仪 飞机自动驾驶仪系统 电阻炉微型计算机温度控制系统 锅炉液位控制系统 。121-3 自动控制系统的分类 按控制方式-开环控制、反馈控制、复合控制等； 按元件类型-机械系统、电气系统、机电系统、液压系统、气动系统、生物系统等； 按系统功用-温度控制系统、压力控制系统、位置控制系统等； 按系统性能-线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统、确定性系

4、统和不确定性系统等； 按参量变化规律-恒值控制系统、随动系统和程序控制系统等 。 。131-3 自动控制系统的分类 1. 线性连续控制系统变量时间141-3 自动控制系统的分类 1. 线性连续控制系统 恒值控制系统 随动系统 程序控制系统trtrtr151-3 自动控制系统的分类 1. 线性连续控制系统恒值控制系统 恒值控制系统的参量是一个常值。由于扰动的影响，被控量会偏离参考量而出现偏差，控制系统便根据偏差产生控制作用，以克服扰动的影响，使被控量恢复到给定的常值。此外，还有温度控制系统、压力控制系统、液位控制系统等。 在工业控制中，如果被控量是温度、流量、压力、液位等生产过程参量时，这种控制

5、系统则称为过程控制系统，它们大多都属于恒值控制系统。 161-3 自动控制系统的分类 1. 线性连续控制系统随动系统 随动系统的参据量是预先未知的随时间任意变化的函数，要求被控量以尽可能小的误差跟随参据量的变化，故又称为跟踪系统。 在随动系统中，如果被控量是机械位置或其导数时，这类系统称之为饲服系统。 171-3 自动控制系统的分类 1. 线性连续控制系统程序控制系统 程序控制系统的参据量是按预定规律随时间变化的函数，要求被控量迅速、准确地加以复现。 程序控制系统和随动系统的参据量都是时间函数，不同之处在于前者是已知的时间函数，后者则是未知的任意时间函数，而恒值控制系统也可视为程序控制系统的特

6、例。 181-3 自动控制系统的分类 2. 线性定常离散控制系统变量时间191-3 自动控制系统的分类 3. 非线性控制系统201-4 对自动控制系统的基本要求 1. 自动控制系统基本要求 稳定性 快速性 准确性 健壮性211-4 对自动控制系统的基本要求 2. 典型外作用选取原则:（1）在现场及实验中容易产生（2）系统在工程中经常遇到，并且是最不利的外作用。（3）数学表达式简单，便于理论分析。221-4 对自动控制系统的基本要求 2. 典型外作用 阶跃函数 斜坡函数 加速度函数 脉冲函数 正弦函数 231-4 对自动控制系统的基本要求 2.1 典型外作用 (阶跃函数)表示在t=0时刻出现了幅

7、值为R的跳变，是最不利的外作用。R=1时的阶跃函数叫单位阶跃函数，用1(t)表示。 R0 tf(t)241-4 对自动控制系统的基本要求 2.1 典型外作用 (阶跃函数)251-4 对自动控制系统的基本要求 2.2 典型外作用 (斜坡函数)表示从t=0时刻，以恒速R变化。如R=1,叫单位速度函数。0 t f(t)261-4 对自动控制系统的基本要求 2.3 典型外作用 （加速度函数）表示从t=0时刻开始，以恒加速度R变化。R=1叫单位加速度函数。0 t f(t)271-4 对自动控制系统的基本要求 2.4 典型外作用 (脉冲函数)脉冲函数是对趋于0，求极限得到的。f(t)0t281-4 对自动控制系统的基本要求 2.4 典型外作用 (脉冲函数) 脉冲函数数学表达式为 脉冲函数在现实中是不存在的，只是数学上的定义，在现实系统中常把作用时间很短，幅值很大而强度有限的一些外作用近似看作脉冲函数。当A=1时，称为单位脉冲函数，记作(t), 强度为A的脉冲函数r(t)表示成 r(t)