自控原理第1章(白底)课件

1、自动控制原理Automatic Control Theory 江苏大学电气学院 陈兆岭7/25/20221自动控制原理第1章教 师 教 学 讲课 66课时 实验 9课时 17章都讲，第8章不讲每章结束后，给出本章知识点每次作业批改后，详细讲解作业课程是考试课，5学分。考前安排一次答疑，不划范围和重点，不提供往年试卷7/25/20222自动控制原理第1章学 生 学 习听课：有不懂的地方，可随时提问， 争取当堂听懂作业：独立完成，页面清晰工整复习：及时复习，归纳总结有兴趣或学有余力的同学，可充分利用课外资源：图书馆，网络7/25/20223自动控制原理第1章考 核 方 法 平时成绩（考勤 + 作业

2、 + 实验） 占总分20% 期末考试 （闭卷，一般有填空题和6-7 道大题） 占总分80% 7/25/20224自动控制原理第1章第1章 绪论1.1 自动控制的基本概念自动控制(Automatic control)：在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置（控制器），使生产过程或工作机械（被控对象）自动地按预先规定的规律运行，或使它的某些物理量（被控量）按预定的要求产生变化7/25/20225自动控制原理第1章自动控制的作用 提高劳动生产率和产品质量（工业生产过程） 在国防尖端技术中的作用（复杂大型设备） 实现更高层次上的人-机交互，把人类解放出来从事更富有创造性的工作 在社会、经济管理中的

3、作用 和许多学科交叉渗透，广泛吸取养分，同时也推动着其它学科的发展控制是技术基础！7/25/20226自动控制原理第1章1.1.1 人工控制与自动控制出水阀门进水人工控制的恒值水位系统控制过程：被控对象：被控量：水位水池控制器：人、阀门期望水位(1) 将水位期望值记在大脑中眼睛实际水位(2) 用眼睛测量水位实际值大脑手期望水位期望水位大脑期望水位眼睛眼睛实际水位眼睛大脑大脑(3) 用大脑比较水位期望值与实际值的大小，得到误差手手(4) 根据误差的大小和正负，由大脑指挥手操作阀门，按减小误差的原则来调节进水阀门的开度7/25/20227自动控制原理第1章方块图水池被控对象：控制器：人、阀门7/2

4、5/20228自动控制原理第1章出水浮子连杆进水阀水池简单的水位自动控制系统进水7/25/20229自动控制原理第1章1.1.2 控制系统方块图方块元件或部件方块图的四要素：（1）方块（2）信号线（3）比较点（4）引出点7/25/202210自动控制原理第1章1.1.3 开环控制与闭环控制1. 开环控制系统特点：输出量不参与控制优点：简单缺点：控制精度不高直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统方块图7/25/202211自动控制原理第1章2. 闭环控制系统特点：输出量以负反馈形式参与控制直流电动机转速闭环控制系统直流电动机转速闭环控制系统方块图优点：控制精度提高缺点：复杂，有可能

5、不稳定7/25/202212自动控制原理第1章3. 自动控制系统的特征(1) 按负反馈的原则组成系统(2) 由偏差产生控制作用(3) 控制的目的是力图减小或消除偏差，使被控量尽量接近 期望值自动控制的本质就是反馈控制，利用负反馈的作用来提高系统的控制精度7/25/202213自动控制原理第1章2. 炉温自动控制系统7/25/202214自动控制原理第1章1.2 自动控制系统的组成1.2.1 基本组成部分给定元件测量反馈元件比较元件放大元件执行元件被控对象校正元件7/25/202215自动控制原理第1章1.2.2 常用的名词术语输入信号输出信号反馈信号偏差信号误差信号扰动信号针对输入端而言，偏差

6、信号=输入信号-反馈信号针对输出端而言，误差信号=输出的期望值-输出的实际值也是一种输入，常常是不希望的，但有时又是难免的，对系统的影响往往是不利的7/25/202216自动控制原理第1章1.4 自动控制理论概要以传递函数为数学工具研究单输入、单输出系统(SISO)主要研究方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法1.4.1 自动控制理论的发展(3) 智能控制理论专家系统模糊控制(1) 经典控制理论以矩阵理论为数学工具研究多输入、多输出系统(MIMO)主要研究方法：状态空间法(2) 现代控制理论自适应控制神经网络 7/25/202217自动控制原理第1章定义：系统重新恢复平衡的能力自动控制系统必须首先保证是稳定的1.4.2 对自动控制系统的基本要求(3) 准确性定义：系统稳态误差反映了准确性(1) 稳定性定义：系统过渡过程的长短反映了快速性随动系统的快速性要求往往比较高(2) 快速性准确性就是控制精度基本要求动态性能静态性能三者互相联系，互相制约7/25/202218自动控制原理第1章系统的结构和参数1.4.3 本书主要内容(1) 系统分析系统分析与系统设计是相反的过程系统的性能：稳定性、动态性能、静态性能主要分析方