自动控制理论第一章引论

欢迎各位来到《自动控制理论》课堂计算机与信息工程学院王战果参考教材自动控制理论夏德钤，翁贻方编著机械工业出版社第二、三版配套教辅教材自动控制理论例习题集·考研试题解翁贻方编著机械工业出版社，2006考虑学习的态度和目的存在五种类型的学生：A级，厌学型：不快乐、厌烦、心理上的强烈反感和抵触；B级，被动型：消极、被动、麻木，在父母、老师的督促和舆论的压力下取得进步；C级，机械型：全身心投入、刻苦用功、头悬梁锥刺骨、按部就班地朝着一流的方向努力；D级，进取型：自信、主动、积极，把必须要做的事情做到最好，持续性地保持一流的成绩；E级，自主型：拥有D级学生的特征，此外还有：自主、自由、坚韧、扎实、快乐，有个性，有激情，有想象力，享受学习而不是完成学习，不以分数来衡量优劣，不一定是第一名，但一定有独立的意志，有强烈的兴趣，有一个执著追求的目标。自主型学生对应E级，因此称为“E学生”E学生是拥有强烈自主意识和很高的情商，因而是更快乐更杰出的学生。其特征称为“3E”：

EQ—情商；

Enjoy—快乐、享受（学习）；

Excellence—优秀、杰出、卓越。“E学生”不一定个个杰出，但杰出的人一定出自“E学生”。

是非智力因素决定了你站在什么位置，而你的位置决定了你能从现在的教育体系中吸收多少真正有用的东西。第一章引论

相对论、量子论和控制论是20世纪上半叶的三大伟绩，称为三项科学革命，是人类认识客观世界的三大飞跃。控制论的两个核心是信息论和反馈控制。机器系统、生命系统、社会及经济系统的共同特点即通过信息的传递、加工处理并利用反馈来进行控制-----控制论的中心思想。控制论是一门既与技术科学又与基础科学紧密相关的边缘学科。它不仅具有重大的理论意义，而且对生产力的发展、生产率的提高、尖端技术的研究与尖端武器的研制以及对社会管理都发生重大影响。因此，控制论建立后短短时期内便迅速渗透到许多科学技术领域，派生出许多新型边缘学科。生物控制论：运用控制论研究生命系统的控制与信息处理。经济控制论：研究经济计划、财贸信贷等经济活动及其控制。工程控制论：控制论与工程技术的结合。

自动控制理论就是指导实现自动控制技术设计的基本理论，运用基本理论解决某些工程实际问题的具体技术措施。在科学和工程技术的发展过程中，自动控制技术起着重要的作用。除了在宇宙飞船、导弹发射和飞机驾驶等系统中，自动控制技术具有特别重要的作用之外，它在现代机器制造和工业生产过程中也是不可缺少的重要组成部分。随着自动控制理论和技术的不断发展，给人们提供了获得动态系统最佳性能的方法，提高了产品质量，降低了生产成本，提高了劳动生产率，使人们从繁重的体力劳动和重复的手工操作中解放出来。本课程在人才培养中的重要地位自动化、电气工程及其自动化专业主干课程知识结构中起到承上启下作用构建和设计自动控制系统的理论与方法后续课程—计算机控制系统、运动控制系统、过程控制系统等高等数学中的微分方程拉普拉斯变换电路理论中相关知识模拟电子技术中的运算放大器本课程所需基础知识物理学相关知识本课程的任务掌握闭环控制系统的结构、原理掌握自动控制系统的传递函数数学模型掌握自动控制系统的分析方法掌握自动控制系统的校正方法本章将对本课程的主要内容作一个简介，使同学们对自动控制理论的内容有一个基本了解，以便更好地学习以后各章节。本章主要内容第一节控制理论在国民经济中的作用第二节自动控制理论发展简介第三节自动控制和自动控制系统第四节开环控制和闭环控制第五节本课程的内容和特点本章小结、重点和习题第一节控制理论在国民经济中的作用什么是自动控制？自动控制是在人不直接参与的情况下，利用自动控制装置使机器、设备、生产过程等自动地按照预定的规律运行，使机器的动作、设备的运转、生产过程的状态能够自动地在一定的精度范围内，按照给定的规律变化。自动控制系统无处不在(1)军事、航天领域

火炮跟踪系统、雷达跟踪系统；人造卫星的姿态控制等；宇宙飞船的各种自动控制。工业领域

产品加工和物流调配的自动控制；石油化工生产过程、造纸、工业窑炉、轧钢过程的自动控制等。自动编控制负系统浙无处记不在(2醋)1.农业生产领域自动灌溉系统；农产品质量检测；害情检测；植物温室温度和湿度自动控制系统等。2.商业领域商业设备、仓储自动化设备与系统、物流监控管理。3.日常生活空调器、电冰箱等。由于善计算路机等气技术煤的诞酸生和脉飞速亡发展势，使骗得控旦制技乌术水宿平不邮断提宾高，乌已扩敬大到从经济偶与社灿会生杂活的寨各个钉领域荡，如揪通信遣、交嚷通、环医学涂、环做境保由护、渔经济雄管理滋等领御域，杜控制册技术抵已成膨为现德代社央会不蛮可缺集少的虚重要葛组成妇部分仪。生物叮：人委口控突制，嗓药物铃动力场学金融慰：货粥币控碌制自动悲控制吃系统拐无处袭不在(3葛)第二迈节牌自动勾控制铃理论屑发展室简介自动喘控制进理论刷是自届动控取制技搏术的唱基础探理论肺，是河一门竟理论挪性较充强的锤工程她科学绍。根辟据自凡动控场制技须术的饶发展器进程掌，自氧动控攀制理滑论可齐分为经典则控制政理论和现代政控制雅理论两大览部分咽。经典蛾控制统理论携的形往成和武基本盖内容（1）工丝式业化独促使债自动罪控制酬装置订产生最早毁工业芬应用烤的自浙动装猴置：17句69年Wa诉tt发明腰的飞献球式艘蒸汽忆机调素速器邀。一也种凭竖借直论觉的粉实证绿性发棉明。（2）泪最早咬的稳惊定性泉研究J.财C.钓Ma立xw侄el塌l（麦克株斯韦疲尔），18仇68年发珍表《论调分节器》，研宝究调挺节器含的微甩分方恩程，浩线性谨化处曲理，菜系统川稳定矩性取郑决于要微分查方程社的特饺征根残是否茶都具吴有一惹对负贯的实拒部，饭针对当二阶巷和三止阶系袍统讨扩论了讯使特倦征根爪具有房诚负实军部时腊，特发征多氏项式罗系数应满损足的方条件粪。（3）系统皆稳定牵判据由E.谁J.端Ro速ut勤h（劳斯，18哀84年）和Hu冠rw迁it拨z（霍尔项维茨辞，18盏95年）提出检的劳里斯-霍尔剖维茨隶稳定纯判据俄国A.异M.蜘Ly腐ap贞un扔ov（李雅毒普诺雷夫，18聪92年）在《论运年动稳担定性伯的一每般问仆题》中建尤立了玻动力驼学系照统的挣一般效稳定词性理碗论。项提出福了李跃雅普详诺夫锹第一遇法与伙第二般法H.班Ny描qu吵is乳t（乃魁姨斯特笑，19旦32年）提出乃氏判蜂据，Bo火de缎(波特旺，19告27年）提出费了对亮数频尘率特迷性的近方法墨。W.读R.执Ev或an酿s（伊万恶斯，19梦48年)提出咱根轨察迹法奋，此方法阁和规移则指的是当掠系统塘参数桌变化睛时特皂征方搜程式些根变宜化的展几何效轨迹下。目惕前仍酱然是无系统练设计女和稳编定性与分析灶的一亲种重忙要方傍法。（4）20世纪40聚~5晴0年代青形成SI杆SO（Si这ng窗le黑I守np笋ut锤S辛in耐gl群e冈Ou堤tp窝ut）系统二战趣期间骑，军嚼事科言学的净需要喉大大糊促进腔了反惭馈控脖制理余论的递发展坛。美接国麻两省理版工学驼院雷龙达实架验室伪的科盒学家遗们将盗反馈考放大辟器理铲论、PI们D控制葛以及N.骑Wi甲en会er（维纳堤）的随彩机过彼程理委论等炕结合触在一也起，摘形成徐了一滨整套屡被称浴为随内动控族制系察统的煤设计翅方法。19贝48年维纳发表肉著名或的《控制扫论》。系统仁地论亿述了齿控制附理论的的一锹般原喇理和后方法。－虎－标肾志控览制学配科的秒诞生（5）19探54年，钱学闪森的《工程透控制框论》在美舞国出阀版。患－－奠定贸了工等程控锣制论凉的基助础20世纪50年代剥末期亭所讨南论的似内容渡主要利有：系统紫数学厚模型辣的建准立、卵时域副分析夕法、钻频率笼特性特法、狂根轨得迹法甘、系耗统综父合与懒校正强、非元线性志系统抚和采肤样控胳制系沉统分经析法机等，也被须称为经典何控制何理论。经典陕控制欺理论--船--以积搬分变兄换为奋主要彼数学插工具陆，用垦频率磁特性陵法和恭根轨赚迹法挣以描腐述输硬入、给输出挤外部容传递焰函数咱为基格础，船研究谷控制播系统核的动子态特链性的刚理论垮。研究纹对象符：单同输入娇、单朽输出怖线性戏定常暴系统般。解决治方法紧：频矛率法食、根贩轨迹眉法、步传递键函数叙。非线勤性系底统：塑相平携面法烧和描余述函干数分哭析。数学脚工具勾：拉谎氏变宰换、随常微肥分方马程。b.局限啄性难以主应用滋于时塑变系桨统、蚁多变落量系回统。难以怜揭示援系统舍更为妻深刻音的特盖性。经典腹控制掘理论a.特点现代腿控制袖理论空间东技术望竞赛倍催生笔了现钥代控乎制理锁论50年代傅末，跪美国的Be灭ll输ma稳n（贝尔逢曼）缸、Ka庸lman（卡尔道曼）和前衫苏联梅的庞德职里亚罗金等考向虑用亏常微希分方路程作遥为控考制系禁统的初数学斗模型筝。由顷于数养字计貌算机碌的发朽展使眨得十龟年前餐尚无副法进即行的切计算逐问题残成为旷可能祥，这炕时李昆雅普富诺夫觉的工盏作被蕉引入仗到控法制理锯论中惰来，晃而由Wi霞en膜er（维纳坛）等人表在第慌二次声世界眉大战紫期间放关于讯最优蒙控制拣的研狂究也辟被用立来研圈究系然统状惧态轨劲迹的送优化呈问题除。这百种方盗法在屡标准餐形式枯或状乞态形希式的极常微题分方育程的行基础述上直艰接引诉进并开大量吸使用啦了计诊算机佩。这秤种方貌法通缝常称疗为“现绿代控牲制理夕论”筑，以区晶别于60年代村以前飘的“经脂典控拴制理丝式论”渐。状态释空间惹法被肆引入垫到控贩制理犬论中粒来。Ka良lm土an（卡尔曼）提出著了能跃控性羽与能丛观测她性。尝表征境系统免结构参特征剥的重塞要概消念。“内丸部研馋究”其代替贞了传盗统的造“外惹部研顷究”盆。并译使分约析与扰综合州过程摆建立总在严过格的昆理论杏基础摔之上院。现代晒控制愈理论脑的重睛要标圈志：现代桂控制立理论——以微骆分方盾程、厌线性土代数滴及数宗值计赚算为繁主要宰数学农工具毅，用水时域稀方法油（状香态空吉间方长法）肌以描坡述系驱统内剃部状雄态变禾量关右系的鞠状态述方程笨为基暖础，乓研究冲系统另状态总运动版的理歪论。主要保分支镜学科碎：线继性系穿统理蜘论、僻最优桥控制适理论躺、系瓦统辨霞识与逼自适良应控太制、兽大系良统理糠论和是特大雨系统呀理论疯等。弓一些追分支岁学科塘还渗王透到渠相邻落学科既中去驰，如蜜滤波案技术篮、自标学习疗理论藏与人域工智笋能、帽建模芦理论生与系聋统工绞程等逗。研究耽对象：多取输入悲、多羡输出戏系统认，线惹性、定常素或时欠变、南离散碍系统绳。解决降方法：状英态空示间法巩（时戒域方摇法）某。方第法柔上：研境究系葵统输站入/输出烤特性锣和内部性法能。内煎容愉上：线信性系每统理定论、允系统牌辨识继、最优控链制、访自适为应控邪制等数学投工具：线良性代智数、奥微分朋方程菠。现代捡控制容理论消特点自动其控制瘦理论蛙的发回展历浩程经典洗控制益理论现代裙控制棒理论智顷能控制字理论现代发控制巷理论饲是相宅对于故经典拦控制陶理论迟而发法展起去来的.计算穷机技脖术的摄发展股与应货用促敢进了低现代松控制眠理论削的研蔑究、练应用禾与发签展.经典良的控瓦制理尽论在移浅层塑意义荡上模雾拟人脖们反电馈自求动调趋节的哲行动束过程.智能岭控制德方法右在较长深层验次上亩模拟革人类肤大脑钟的思肚维判怖断过弊程，米通过止模拟滴人类北思维拿判断黑的各零种算湿法实休现控威制。南主要不有模糊觉控制驶、人叠工神熔经网鲁络控晓制、否专家饼控制等。第三肢节宗自动遮控制干和自宏动控夜制系玩统一、跟自动送控制泻的概糊念1、手泡动控破制水箱挂水位泰的手吉动控堂制：图1-骂1水箱驻水位童的人照工控制旅系统不示意波图2、自激动控谈制自动清控制述是在南人不纹直接近参与变的情让况下痒，利扰用外仿加设犁备或叔装置逼（称袍为自虽动控毕制装桌置）瓣使被绵控对们象（招如机沿器、证设备序、生易产过房诚程等秧）自璃动地舒按照木预定流的规沃律运程行，喜使被才控对界象的状态（一竭个或度多个槽物理督参数，如温栗度、嗓流量希等。称肉为被短控量）能悼够自体动地愉在一智定的茎精度贵范围滤内，肉按照决给定异的规畅律变梨化。浮子曲：测鞋量作渗用连杆葛：比蛾较作耻用放大皇器、唯伺服倾电动振机和非减速振器：调节房诚作用阀门揉：执饶行元厕件作搭用水位可自动坐控制反的目昂的：足使偏叼差消柱除或演减小，使实安际水侦位达员到要群求的秘水位蜻值。图1-锣2水箱认水位唯的自坛动控中制系柳统示昌意图二、黑自动禽控制裁系统系统:为达白到某怜一目鉴的，宇由相邮互制杏约、熄相互吼联系霉的各悉个部此件按井照一醋定规概律构脊成且缸具有扯独立搜功能筒的整各体称本为系绵统。自动胆控制帝系统:自动埋控制狐系统概是由衫被控宴对象猜和自护动控隆制装绒置按呆照一井定方愈式连掘接起惩来，慎完成君一定缓的自亮动控掀制任烘务，泳并具异有预崭定性洗能的妻动力竭学系搁统。自动倘控制敲系统揉的被铅控制渡量称渐为系对统输出雷量影响态系统同输出朵量的衬外界墓输入纠称为桑系统烫的输入晓量输入裙量分当类：给定响输入：（杀或称梨参考数输入军、希膨望值倾等）罚：指对没系统技输出应量的夸要求波值。扰动佣输入：指卫对系另统输昏出量姑有不接利影撇响的裕输入进量自动成控制鞋系统吹的组湾成由两舞大组平成部毫分，皱即被控俗对象和自动挖控制织装置（有凉时也椒称为控制户器）自动拜控制懒装置废又可挽分为设下列卡几个傲部分盏：（1）测量帆元件（或测量立装置）。用于救测量榜被控蛮量的齐实际汪值或绕对被研控量罚进行物理辫量变屡换的骂装置劳。（2）比较寄元件（或比较斧器）。它将棵被控亦量的酱实际裤值（关常取弃负号辰）与行被控量的推要求梁值（池常取尺正号荐）相华比较监，得曲到偏兄差的大小芹和符糕号。（3）调节幕元件。通常盘包括盘放大定器和该校正齿装置艰。它森能将僵偏差滥信号取放大，悉并使派输出购控制司信号别与偏放差信坡号之汁间具漠有一甜定的数值害运算窗关系售（也贯称为还调节牧规律躺或控晴制算亏法）咸。（4）执行爆元件。接受看调节植元件炉的输学出控烈制信梅号，奋产生泛具体耳的控制耐效果婚，使兔被控名制量合产生妈预期种的改势变。系统峰框图为了横清楚治地表椅示控王制系间统的锣组成姐及各驻组成千部分苦之间钟信号涛的传好输关品系，甘画出窜的控堡制系匙统元短件作户用图巴称为墙系统栽框图哗。共献有四偿种图听例：（1）装忘置用浴方框掏表示遭（2）信拨号用费带箭刺号的愈线段赞表示秋（3）信泛号引飞出点吓（4）信华号相逝加点缺（比票较点烂）图1－3水箱恰水位赞控制鄙系统陪框图三、狭自动较控制搁系统勤的分衰类从信贵号传顽送的拔结构翠特点红可将弓控制仁系统湾可分宣为开环控制虚系统与闭环控制害系统产。按照恼其他进分类杨原则集还可介分为芳：（一胀）随岂动系齿统与丘自动津调整系系统随动极系统吊又称眠为伺覆服系和统。特点：给魔定值宁是预欠先未咐知的野、随摆时间忽任意通变化店，要练求系辅统被弯控量妄以尽齿可能澡小的势误差沫跟随学给定缴值变破化。孩（比租如高煮射炮明跟踪悦敌机铸随动贱系统情）自动朝调整阴系统谷又称革为恒槽值控负制系孕统、养定值愈调节团系统盏或自参动镇缘瑞定系辟统。特点：系割统输丑入量惨（即埋给定毒值）神不变旺，但变由于变扰动密使被训控量立偏离旗要求畏值，园该系膀统能侮根据伤偏差爹产生双控制太作用权，使鸽被控故量恢惜复到霜要求眯值，脊并以虑一定淡的准棕确度骆保持笨在要幸求值药附近盒。（易如恒液温控虽制系质统）（二缓）线假性系喜统和弓非线盐性系倦统线性予系统是指素组成狼系统尤的元矛器件爷的静态御特性快为直跨线，能震用线性着常微蛮分方喊程描述页其输仇出与炭输入霞关系步的系行统。派线性在系统景的主与要特兴点是就具有叠加牢性和齐次烦性。本课德程研割究线性信定常受系统迎（或称通为线性古时不煤变系哄统、自治系统烈），隙简单诱涉及丹非线赌性系屈统。非线缎性系浮统是指浑组成末系统傻的元材器件坑中有虎一个届以上础具有寻非直踪蝶线的黎静态想特性挤的系给统。非线黄性系扑统还鸭可分下为非线牺性时掉变系阅统与非线致性定爹常系谣统。（三绒）险连续耗系统脂与离脉散系铜统连续因系统，各恭部分同的输粗入和瓦输出嚷信号枪都是酿连续妄变化烈的模宵拟量宾，可渣用微做分方阶程来胖描述焦各部底分输逗入-输出陷关系咳的系其统。离散蜘系统，某卵一处厨或多赞处的究信号呢以脉投冲序沉列或巾数码仙形式丢传递誉的系虫统。伶离重散系榨统也堡有线毛性离摇散系刷统和径非线践性离绿散系车统、掘定常理离散诉系统足和时耕变离壤散系墨统之筑分。（四锹）单耕输入-单输姜出系寺统与伯多输颠入-多输强出系追统单输贵入－筝单输临出系绝统（SI予SO值,曲Si疲ng运le点I歉np冶ut拿S态in脾gl哄e私Ou辜tp类ut划)：只有振一个恐输入陡量和录一个江输出骂量的脸控制位系统眠，也称殃为单变追量系也统。如前脂述的依直流满电机育调速用系统蚂。多输掩入－芽多输番出系剖统（MI旦MO扔,衣Mu绪lt宿ip言le淋I幻玉np愉ut安s那Mu叨lt屋ip掉le疼O敏ut碗pu浪ts击):有多看个输柿入量悦和多泪个输岁出量遗的控百制系居统，也称边为多变量港系统。如后沾述的火力坛发电吸厂综威合控掉制系涌统。（五卖）确议定系店统与可不确筛定系拨统确定完系统：若系扛统的捡结构身和参文数是居确定掩的、爸预先办可知荐的，矿系统悉的输品入信眯号（文包括嫩给定会输入裕和扰泪动）贴也是触确定喘的，诵则可馆用解近析式场或图泛表确大切地饮表示匀，这倡种系探统称窜为确定私系统。不确鉴定系找统：系统扯本身川的结瞧构和株参数绍不确晃定或绑作用吵于系火统的咸输入葬信号椒不确州定时杏，则押称这巴种系刺统为不确拖定系势统。（六封）集吧中参婶数系惩统和泊分布萌参数宽系统能用猪常微寻分方究程描劣述的妄系统截称为集中取参数然系统。不能炮用常役微分狭方程淡而必克须用榜偏微虹分方斥程描善述的遍系统膛称为分布现参数辉系统。本课熔程中假涉及缎的内籍容主延要是呆单变卖量、哭集中掀参数映、线控性、惧定常牧、连台续系都统，暂同时俘对非永线性羞系统羡及线魂性离涝散系况统也厚作必译要的积阐述奏。四、朗自动挠控制蜡系统致中的牲术语编和定蜘义控制环节Gc被控对象G0控制量输出量给定值r(t)u(t)c(t)反馈环节H偏差e(t)＋－参考忌输入r：输入君到控袖制系脊统的且指令撞信号主愚反划馈b:与输赠入成枕正比盈或成黑某种许函数治关系禽，但盛量纲荣与参赵考输入相催同的配信号屠。偏浇差e：参考亚输入晨与主伸反馈纵之差恶的信苦号，吨有时凳也称耗为误晶差。扰动n主反纱馈b比较驾环节图1-化4自动察控制艘系统艺示意鼠图控制或环节Gc：接收板偏差苹信号警，通坏过转宵换与找运算吹，产霞生控要制量百。控决制凤量u：控制主环节趟的输郊出，过作用晕于被礼控对绞象的花信号抢。扰红动n：不希湿望的鸦，影冈响输英出的吉信号开。被控密对象G0：它镜接受铁控制困量，退并输季出被落控制裂量。控制环节Gc被控对象G0控制量输出量给定值r(t)u(t)c(t)反馈环节H偏差e(t)＋－扰动n比较锄环节主反叔馈b被控松对象G0：它接烫受控胀制量忍，并犯输出址被控骂制量峰。输殊出c：系统谈被控尿制量腰。反馈漆环节H：将输妥出转挖换为补主反天馈信碌号的北装置罢。比较晶环节：将窗主反勿馈信煮号和乔参考甩输入促信号侍进行贷比较禁，产生舰偏差学量。控制环节Gc被控对象G0控制量输出量给定值r(t)u(t)c(t)反馈环节H偏差e(t)＋－扰动n比较破环节主反对馈b第四逗节掉开环红控制匙和闭激环控扒制实际倾应用舌的控才制系秤统中笔，根避据有揪无反巴馈作搞用，许又可寄分为遇开环垦控制折系统照和闭北环控喂制系丢统。一、开环反控制在控锤制器崇与被偿控对朱象之听间只科有正葵向控们制作巧用而虏没有南反馈狠控制涂作用泻，即送系统欧的输走出量猛对输会入量粉没有蜜影响盯。输搞入量馆直接纤送入谣控制坚器，慨产生凶控制追量作愁用于汉被控抄对象蝇，从煤而改闸变被写控制脏量。(只有泡顺向取作用煤，控遭制单键方向景进行倦）输出传量控制器被控对象控制量给定值r(t)u(t)c(t)优点倍：简乎单，洽快速昨缺屡点：事对扰矿动没着有抑政制能付力图1-丽5开环杆控制鹊系统

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udn~ug例：揪直流膨电动判机调帜速系烘统（靠机械尤力矩ML恒定)稳态遣时ug↑→ud↑→i↑→Me↑→n↑→e↑→i↓直至异达到难稳态辩力矩课平衡芽（转沫速上凡升）优点辣：简缎单集缺点剂：对凝扰动目没有倾抑制盛能力沈（如巾外扰距引起n变化暮）图1-鬼6直流畅电机院调速宫系统断（开蜂环）二、宇闭环古控制引入禾测量祖元件屈构成菜闭环潮，通陪过负色反馈武构成私按偏睛差调套节的兵闭环炭系统柴。通捧过信交息双服向流伏动反场映了诸控制君量与阵被控磁制量辛（输涛出量罚）相误互间醋的矛康盾,使动滨静性猪能得笛到提盟高。控制器被控对象控制量输出量给定值r(t)u(t)c(t)测量元件偏差e(t)＋－反馈雅量图1-课7闭环古控制谨系统反馈——将检迁测出内来的播输出别量送狠回到记输入恰端，社并与本输入浇信号肢比较亮的过谱程。而有负退反馈非与正尿反馈的之分乞。反馈匙控制——在控位制过右程中兴对被秤控制壮量（矛输出哥量）替不断便测量召，并伏将其宝反馈唤到输敲入端抹与给丛定值懒（参碍考输维入量蛮）比雹较，崭利用气放大卵后的梅偏差稳信号疫产生穴控制集作用湿。闭环励控制宴是一说种反牙馈控斗制。（1）从嫩信号忆流向衣看，从输出纤量经候测量朝后送史回到主输入计端，声构成嘱闭环激系统教；（2）从丈控制前作用丢产生掉看，搜它是绩由偏扎差引在起的呢；（3）抑带制包妹围的碧前向喷通道裳的干锤扰；（4）由抓于引胡起超泛调，刮注意慨稳定掌性问攀题。闭环林控制坛在控难制器借与被卖控对掩象之情间，届不仅某存在阿着正既向作蓝用，灿而且脊存在分着反爹馈作漏用。举系统亮的输议出量葬对控斧制量某有着码直接求影响麻。有越抗干充扰能竟力强布，稳缝态精暗度高熄、动歪态性椒能好助、稳弟定裕顿度大杨等优哲点。-抗干绝扰能鄙力强邀，稳陕态精轻度高敢、动校态性滴能好决等。闭环夕控制镜的优炕点设计黎不合版理时她，将壁出现劲不稳利定。纵在开挥环控柳制系软统中毫不存归在同伐样的删问题遮。由此接带来浑的问矿题例：稳闭环物直流谅电动善机调至速系行统控制策量：ud=尚K犯(ug-ub)偏差盲信号询：ug-ub按偏耕差调担节：n↑→ub↑→(只ug-ub)↓→ud↓→n↓ug不变时可扛维持只转速骨恒定裂而抵始御扰举动ugkudn~ub图1-刃8直流吴电机县调速纽奉系统乐（闭乎环）三、赚自动晌控制宪系统后举例1、恒览温箱熄控制龄系统图1-决9恒温吨箱控向制系扛统原况理图图1-啊10恒温醉箱控捏制系垮统方异框图2、机馆床工欺作台牵位置接控制站系统图1－11机床水工作贝台位土置控屈制系良统原寸理图民和方失框图火力谢发电询厂综裹合控总制系穴统生产烧过程难自动俯控制朴系统屿控制桥柜工艺损流程波画面古老息的棉脆纺厂现代勺化的呈化工井厂本课降程以闭坛环控意制系归统为蜘研究示对象用传傲递函纸数数飞学模转型描踪蝶述自穷动控穴制系坦统的输入太－输霸出关狱系用经禁典控熔制理棉论的储方法渠分析忧和设艰计系粮统主要都研究象线性丽定常拘系统第五判节广本课窄程的鞭内容宣和特捕点一、膝自动枣控制翼理论貌的内帝容自动饮控制碰理论腿的内胆容与叮自动霜控制宗系统旅需要孝研究会的问抢题密切相盯关。要研拆究的衫问题都有两解个方理面，锄即:控制厉系统偷的分纽奉析；控制请系统辜设计灶与综合。（－糠）自丧动控庆制系绑统的市分析控制产系统踩分析塞包括劳三个河方面梳内容图：①稳帮定性嚷分析湖；②稳咽态特寻性分渴析；③动削态特胆性（芦暂态阀特性辟或瞬庙态特祥性）校分析击。1．系痰统的臣稳定丘性分尼析稳定控是任往何一买个自菊动控勺制系蚂统能盗否实弓际应晴用的戒必要获条件咸。给出市判断坛系统拔稳定岭性的圣基本淡方法翅，并捆阐述吓系统和的稳坝定性崖与系灿统结辅构（行或称启控制绩规律厌）及率系统深参数充间的绍关系多。2．稳点态特梳性分勒析系统测稳态帝特性屑表征出了系构统实父际稳吸态值遇与希把望稳平态值劝之间迷的差喝值，亮即稳态于误差，表区征了黑控制脊系统掀的控制准精度。给出阁计算滔系统仁稳态刘误差遗的方技法，斯指出少系统秋结构顾和参膏数对劫稳态览特性掌的影须响。3．动臣态特贱性分欺析系统柱的输迁入一球定时候，一气般将所由初夹始稳拳态向请终止握稳态鄙过渡酿。初始迷稳态用与终坏止稳撇态之犬间的臭过渡柄过程挎称为怖系统热的动办态过赌程（或布瞬态疑过程搏、暂储态过寺程）赶。分析涨系统格结构窑、参娘数与惕动态绪特性挤的关峰系，闭并给兄出计光算系楼统动垂态性骂能指假标的步方法授和讨灵论改映善系掀统动掀态性翼能的真途径亡。（二高）自投动控灾制系且统的恳设计膊与综蛾合设计纱一个不系统卸比分盖析一卸个系猎统要蒸复杂忆得多晨，要胜有控竞制理行论的抱知识制，并杆对控告制元欣件、绒控制思规律光都要拴十分邀熟悉写，还除要将制理论壶与实骄际问招题结扮合起厉来。本课标程的慌一个杏重要篇内容旗是当视给定袭一个槐被控借对象匆的数砖学模舟型，号一组蔬要求拆的性萝能指军标时散，寻脂求一宽种方猾法去绞解决秤以下钟问题:（1）决玻定出木一种东合适某的控溜制规笑律及效相应泛的参爹数；（2）不攻须求苍助方崇程的纪解，肺能从司系统亏的数很学模部型近毁似地姑估计而系统匆时域丢响应乒；（3）若楼结果喂不能痒令人色满意烤，应也能指康明改放善系虾统性耗能的萄途径毁。这灶就是溉我们错以后墙所讲演的，里为满抚足动恐态性累能指豪标和扭稳态翻性能眉指标匀的要酒求，挑需要农改变轨系统激的某肉些参芹数或固附加聚某种裹装置根的方抬法。这种识方法乐称为团控制浸系统劲的校侍正。改的变系宫统参邻数或挥附加看校正裁装置遣的过踩程称婶为系阳统的震综合挺。应用梨自动乘控制丘理论惊对自联动控阀制系扮统进宇行设粮计与尼综合衬的过别程如芬下：设计购控制杨器——确定俱出一先种合身适的雾控制砖规律管及相辽应的锣参数史；根据喘设计号结果光，对剂系统慈性能组进行滚分析丢；若结拍果不蓄能令堂人满后意，翻应能伯指明震改善芝系统共性能巨的途着径，掠并调绞整设基计方冬案或弹参数卸。二、目主要原分析己方法自动电控制过理论趟在阐渣述自特动控送制与稼自动呢控制监系统洁相关悲基本阶概念峰的基顶础上匆，从沸控制屋系统宏的数奸学模抢型入罚手，爆分别掠介绍时域基分析熟法、根轨殃迹分神析法和频率护特性杏分析蓝法。上述债三种蒙分析仗方法发虽然思不同控，但碗都围运绕着添系统冻稳定壮性、鉴稳态泉特性痒和动恶态特穗性的运分析座这条齿主线租来进泥行的，各种婚分析剪方法招之间坡具有君内在白的联氏系。掌握绸上述芳基本谨分析项方法氏后，长将进夺行系催统校液正与房诚综合仔的讨它论，中这是获比系臣统分币析更本深层兴次的敬内容分，主要辜介绍贫根轨骡迹法绕和频店率特详性法痕校正售与系斧统综融合的祝原理丸与思骨路。此外智，还旧介绍城了针驻对非四线性瘦系统是的描述枝函数宋法和糖相平惊面分锦析法。最后足还要议学习熔线性巷离散梯控制栗系统剩的基组本分芦析方湿法。经典跨控制滔理论销的体颂系数学控模型：以线姥性常披微分历方程弄为基酿础的宝、用听传递付函数脾表示帝系统谢的输构入－渠输出寇关系制；用框持图表出示系代统的堡数学意模型条，化贱简的既方法词；用信升号流股程图纯表示熄系统失各部齐分之姨间的捡信号信关系慌，并帜化简警。经典更控制处理论时的体咐系根据断系统的传咳递函隐数判定束系统的稳性定性根据筹系统奏的传递槽函数味分析和泽计算欣系统的煎暂态箱性能腊；时域镜分析秋方法婶：用系丘统的闸根轨迹分已析稳买定性、物稳态识误差和析暂态苹性能根据坡系统司的传递居函数嘱分析和计迹算系熄统的嫂稳态误投差；经典点控制祝理论订的体羡系根据阀系统的传烤递函锈数得到蜜系统惜频率滨特性远表达式；根据五系统忌的开环剧频率钉特性分析晃系统奥稳态和暂卵态性压能频域太分析质方法于：根据挠系统奴的开环频联率特哭性设计控据制装丝式置。根据乞系统的开纪环频弊率特性定痛性和定定量辆地分析猜闭环穗系统私的稳定性第一呜章小桐结及俊学习湿指导本章吹介绍锹了自煎动控足制理元论的网应用射领域捷、发躬展过敲程和项分类勉。通潜过一斧些控甩制系章统实扔例讨祝论了逐手动额控制疲、自茫动控梳制、廉自动援控制烈系统跳的工胳作原辆理、煎系统默分类及相畜关术梅语等基繁本概宾念。广最后宋介绍碌了本咳课程合将要学习的主歼要内惠容，简以利览于读握者从蹈总体漆上把奇握本宏课程瞧的相腰关知识丝式。1、基大本要很求（1）明黎确什抖么叫结自动怪控制客，正驳确理辽解被东控对油象、怜被控乱量、幸控制政装置第和自添控系评统等近概念稀。（2）正急确理更解控注制系荐统的梁基本补控制纸方式仅及特凡点，庙特别漠是闭棒环控擦制。（3）初挑步掌芳握由袭系统榆工作辞原理厕图画闲方框鉴图的受方法露，并掀能正能确判派别系您统的璃控制允方式榨。（4）明扇确系叨统常堵用的城分类愿方式志，掌幻玉握各梨类别膨的含俗义和成信息技特征萄，特骆别是简按数萄学模熄型分唯类的碌方式醒。（5）明衣确对老自控钉系统唉的基帅本要岔求，筹正确生理解惠三大机性能继指标校（稳忙、准承、快活