自控一般概念一般概念

1、自动控制原理自动控制原理（第 1 、2讲）第一章 自动控制系统的基本概念 1.1 引言 1.2 自动控制技术中的基本控制方式 1.3 自动控制系统的分类 1.4 对自动控制系统的基本要求 1.5 自动控制原理课程的任务与体系结构1.1.1 自动控制技术及应用自动控制 在无人直接参与的情况下，利用物理装置(控制器)，对生产过程或工艺进行合理的控制，使被控制的物理量（被控量）按预定的规律自动运行。1.1.1 自动控制技术及应用现代科技三大论信息论系统论控制论工程控制论(包括自动控制原理)生物控制论经济控制论1.1.2 自动控制理论的发展经典控制理论 ( 19世纪40年代 ) 时域法 复域法 (根轨

2、迹法) 频域法 现代控制理论 ( 20世纪60年代 ) 线性系统 自适应控制 最优控制 鲁棒控制 最佳估计 集散控制 系统辨识 智能控制理论 ( 20世纪70年代 ) 专家系统 模糊控制 神经网络 遗传算法1.2 自动控制技术中的基本控制方式基本控制方式 1. 开环控制 2. 闭环控制 3. 复合控制 1.2 自动控制技术中的基本控制方式1.2.1 开环控制1.2.1 开环控制开环控制的特点:在控制器与被控对象之间只有正向控制作用,没有反馈,即输出量对控制量没有作用。应用场合：扰动不大，精度要求不高的场合。控制器被控对象输入量输出量控制量1.2.2 闭环控制闭环控制：具有反馈的控制系统。1.2

3、.2 闭环控制: 炉温控制系统 炉温控制系统方框图炉温控制系统方框图1.2.2 闭环控制控制器测量元件被控对象输入量输出量偏差量控制量反馈量1.2.2 闭环控制: 方框图中各符号的意义 元部件 方框（块）图 信号（物理量）及传递方向 中的符号 比较点 引出点 表示负反馈1.2.2 闭环控制: 负反馈原理 将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。 _ 构成闭环控制系统的核心 闭环(反馈)控制系统的特点： (1) 系统内部存在反馈，信号流动构成闭回路 (2) 偏差起调节作用 1.2.2 闭环控制: 控制系统的组成 被控对象控制系统 测

4、量元件 比较元件 控制装置 放大元件 执行机构 校正装置 给定元件1.2.3 复合控制按照偏差控制原则和扰动补偿原则结合起来构成的控制系统 1.2.3 复合控制: 函数记录仪 函数记录仪方框图 1.2.3 复合控制: 具有校正的复合控制系统 1.3 自动控制系统的分类1.3.1 线性系统和非线性系统1. 线性系统:输出量c(t)及其各阶导数都是一次的，且各项的系数与输入量r(t)无关。1.3 自动控制系统的分类1.线性系统对于线性系统，设：若若微分方程中各项的系数均为常数，则为线性定常系统，否则为线性时变系统。则1.3 自动控制系统的分类2.非线性系统：系统的微分方程的系数与输入量有关。继电器

5、特性rcrcrc饱和特性不灵敏区特性非线性系统的暂态特性与初始条件有关，而线性系统的暂态特性与初始条件无关。1.3 自动控制系统的分类1.3.2 连续系统和离散系统1. 连续系统:各部分的信号都是连续信号（模拟信号）。2. 离散系统:系统中至少有一个环节的信号是离散信号（数字信号）。计算机测量元件被控对象输入量输出量反馈量A/DD/A1.3 自动控制系统的分类1.3.3 恒值系统、随动系统和程序控制系统1. 恒值系统:输入量和输出量均为恒定值。2. 随动系统:给定量为随机函数，要求输出量随输入量变化。3. 程序控制系统:输入量和输出量均为按照确定的规律变化。1.4 对自动控制系统的基本要求1. 稳：（基本要求） 要求系统要稳定2. 准：（稳态要求） 系统响应达到稳态时， 输出跟踪精度要高3. 快：（动态要求） 系统阶跃响应的过渡过程 要平稳， 快速1.5 自动控制原理课程的任务与体系结构1.5 自动控制原理课程的任务与体系结构教学过程方框图课 程 小 结1. 自动控制的一般概