第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1、第一章第一章 自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)概述自動(dòng)控制系統(tǒng)概述1.2 開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型1.5 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求引言引言控制理論：控制理論：自動(dòng)化學(xué)科自動(dòng)化學(xué)科的重要理論基礎(chǔ)的重要理論基礎(chǔ)研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制原理控制理論體系控制理論體系課程的性質(zhì)和特點(diǎn)課程的性質(zhì)和特點(diǎn)v自動(dòng)控制是一門技術(shù)學(xué)科，從方法論

2、的角度來研究系統(tǒng)的建自動(dòng)控制是一門技術(shù)學(xué)科，從方法論的角度來研究系統(tǒng)的建立、分析與設(shè)計(jì)。立、分析與設(shè)計(jì)。v自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制原理是本學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，是自動(dòng)控制理論是本學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，是自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)課程，該課程與其它課程的關(guān)系如下。的基礎(chǔ)課程，該課程與其它課程的關(guān)系如下。微積分（含微分方程微積分（含微分方程）電機(jī)與拖動(dòng)電機(jī)與拖動(dòng)模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)線性代數(shù)線性代數(shù)電路理論電路理論信號(hào)與系統(tǒng)信號(hào)與系統(tǒng)自動(dòng)控制理論自動(dòng)控制理論復(fù)變函數(shù)、拉普拉斯變換復(fù)變函數(shù)、拉普拉斯變換大學(xué)物理（力學(xué)、熱力學(xué)）大學(xué)物理（力學(xué)、熱力學(xué)）課程學(xué)習(xí)要面臨課程學(xué)習(xí)要面臨v數(shù)學(xué)基礎(chǔ)寬而深數(shù)學(xué)基礎(chǔ)寬而深v控制原理

3、抽象控制原理抽象v計(jì)算復(fù)雜且繁瑣計(jì)算復(fù)雜且繁瑣v繪圖困難繪圖困難計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語言計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)語言MATLABMATLAB數(shù)值解數(shù)值解/ /解析解（數(shù)學(xué)運(yùn)算）解析解（數(shù)學(xué)運(yùn)算）dcbxax2控制理論的內(nèi)容控制理論的內(nèi)容二十世紀(jì)三項(xiàng)科學(xué)革命：控制論、量子論、相對(duì)論 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)v了解自動(dòng)控制系統(tǒng)類型的劃分方法了解自動(dòng)控制系統(tǒng)類型的劃分方法v理解良好的控制系統(tǒng)應(yīng)具備的特征理解良好的控制系統(tǒng)應(yīng)具備的特征v掌握開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征與區(qū)別掌握開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征與區(qū)別v掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)概述自動(dòng)控制系統(tǒng)概述v

4、自動(dòng)化技術(shù)幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域及社會(huì)生活的各自動(dòng)化技術(shù)幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域及社會(huì)生活的各個(gè)方面，是當(dāng)代發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛、最引人注目的高個(gè)方面，是當(dāng)代發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛、最引人注目的高科技，是推動(dòng)新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)，在科技，是推動(dòng)新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)，在某種程度上說，自動(dòng)化是現(xiàn)代化的同義詞。自動(dòng)控制原理研某種程度上說，自動(dòng)化是現(xiàn)代化的同義詞。自動(dòng)控制原理研究分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本方法。究分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本方法。v本章主要講什么內(nèi)容本章主要講什么內(nèi)容?v從介紹自動(dòng)控制的發(fā)展歷史入手，引出自動(dòng)控制理論分析、從介紹自動(dòng)控制的發(fā)

5、展歷史入手，引出自動(dòng)控制理論分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本思想，然后介紹自動(dòng)控制的基本概設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本思想，然后介紹自動(dòng)控制的基本概念，以及對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求，使讀者對(duì)自動(dòng)控制理念，以及對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求，使讀者對(duì)自動(dòng)控制理論的總的目標(biāo)有個(gè)大致的了解。論的總的目標(biāo)有個(gè)大致的了解。制導(dǎo)導(dǎo)彈制導(dǎo)導(dǎo)彈 現(xiàn)代的高新技術(shù)讓導(dǎo)彈長(zhǎng)上了“眼睛”和“大腦”，利用負(fù)反饋控制原理去緊緊盯住目標(biāo)哈勃望遠(yuǎn)鏡特殊地衛(wèi)星中巴資源衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星控制其準(zhǔn)確地進(jìn)入預(yù)定軌道運(yùn)行并回收雷達(dá)技術(shù) 雷達(dá)操作時(shí)，天線就要不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。天線的作用是雷達(dá)操作時(shí)，天線就要不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。天線的作用是把雷達(dá)中產(chǎn)生的無線電波按照一定

6、的方向向外發(fā)射出去，把雷達(dá)中產(chǎn)生的無線電波按照一定的方向向外發(fā)射出去，并把被反射回來的無線電波接收下來。正因?yàn)樘炀€所起并把被反射回來的無線電波接收下來。正因?yàn)樘炀€所起的作用好似人的眼睛一樣，因此雷達(dá)要注視和偵察整個(gè)的作用好似人的眼睛一樣，因此雷達(dá)要注視和偵察整個(gè)天空的狀況，天線就要不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，用一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使天空的狀況，天線就要不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，用一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使天線作天線作360360度的旋轉(zhuǎn)，這樣它就能在度的旋轉(zhuǎn)，這樣它就能在360360度范圍內(nèi)進(jìn)行度范圍內(nèi)進(jìn)行“搜索搜索”。1.1.1 自動(dòng)控制發(fā)展簡(jiǎn)史自動(dòng)控制發(fā)展簡(jiǎn)史v中國(guó)古代自動(dòng)化方面的成就：中國(guó)古代自動(dòng)化方面的成就：v公元前公元前14世紀(jì)至前

7、世紀(jì)至前11世紀(jì)，中世紀(jì)，中國(guó)、埃及和巴比倫出現(xiàn)自動(dòng)計(jì)國(guó)、埃及和巴比倫出現(xiàn)自動(dòng)計(jì)時(shí)漏壺；時(shí)漏壺；v公元公元130年，張衡發(fā)明水運(yùn)渾年，張衡發(fā)明水運(yùn)渾象，象，132年研制出自動(dòng)測(cè)量地年研制出自動(dòng)測(cè)量地震的候風(fēng)地動(dòng)儀；震的候風(fēng)地動(dòng)儀；v公元公元235年，馬鈞研制出用齒年，馬鈞研制出用齒輪傳動(dòng)自動(dòng)指示方向的指南車，輪傳動(dòng)自動(dòng)指示方向的指南車，類似按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)淖钥叵到y(tǒng)；類似按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)淖钥叵到y(tǒng)；飛球調(diào)節(jié)器世界上公認(rèn)的第一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng) 1788年瓦特發(fā)明飛球年瓦特發(fā)明飛球調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步推動(dòng)調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步推動(dòng)蒸汽機(jī)的應(yīng)用，促進(jìn)蒸汽機(jī)的應(yīng)用，促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。了工業(yè)的發(fā)展。 推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步是飛推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)

8、步是飛球調(diào)節(jié)器公認(rèn)為第一球調(diào)節(jié)器公認(rèn)為第一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的最個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的最主要原因！主要原因！ 飛球調(diào)節(jié)器原理圖 關(guān) 汽閥聯(lián)結(jié)器 開 調(diào)節(jié)器軸 套環(huán) 汽輪機(jī)軸 沒有理論指導(dǎo)使控制技術(shù)停滯了一個(gè)世紀(jì)！沒有理論指導(dǎo)使控制技術(shù)停滯了一個(gè)世紀(jì)！ 飛球調(diào)節(jié)器有時(shí)使蒸汽機(jī)速度出現(xiàn)大幅度振蕩。飛球調(diào)節(jié)器有時(shí)使蒸汽機(jī)速度出現(xiàn)大幅度振蕩。其它自動(dòng)控制系統(tǒng)也有類似現(xiàn)象。其它自動(dòng)控制系統(tǒng)也有類似現(xiàn)象。 由于當(dāng)時(shí)還沒有自控理論，所以不能從理論上解由于當(dāng)時(shí)還沒有自控理論，所以不能從理論上解釋這一現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，盲目探索了大釋這一現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，盲目探索了大約一個(gè)世紀(jì)之久。約一個(gè)世紀(jì)之久。 自動(dòng)控制理

9、論的開端 1868年英國(guó)麥克斯韋爾的年英國(guó)麥克斯韋爾的“論調(diào)速器論調(diào)速器”論文指出：論文指出： 不應(yīng)單獨(dú)研究飛球調(diào)節(jié)器，必須從整個(gè)系統(tǒng)分析控不應(yīng)單獨(dú)研究飛球調(diào)節(jié)器，必須從整個(gè)系統(tǒng)分析控制的不穩(wěn)定。制的不穩(wěn)定。 建立系統(tǒng)微分方程，分析微分方程解的穩(wěn)定性，從建立系統(tǒng)微分方程，分析微分方程解的穩(wěn)定性，從而分析實(shí)際系統(tǒng)是否會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。這樣，控而分析實(shí)際系統(tǒng)是否會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。這樣，控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析，變成了判別微分方程的特征制系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析，變成了判別微分方程的特征根的實(shí)部的正、負(fù)號(hào)問題。根的實(shí)部的正、負(fù)號(hào)問題。 麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認(rèn)為自動(dòng)控制理論麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認(rèn)為

10、自動(dòng)控制理論的開端。的開端。經(jīng)典控制理論的孕育經(jīng)典控制理論的孕育 1875年，英國(guó)勞斯提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。年，英國(guó)勞斯提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。 1895年，德國(guó)赫爾維茲提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。年，德國(guó)赫爾維茲提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。 1892年，俄國(guó)李雅普諾夫提出穩(wěn)定性定義和兩個(gè)年，俄國(guó)李雅普諾夫提出穩(wěn)定性定義和兩個(gè)穩(wěn)定判據(jù)。穩(wěn)定判據(jù)。 1932年，美國(guó)奈奎斯特提出奈氏穩(wěn)定判據(jù)。年，美國(guó)奈奎斯特提出奈氏穩(wěn)定判據(jù)。 二戰(zhàn)中自動(dòng)火炮、雷達(dá)、飛機(jī)以及通訊系統(tǒng)的控二戰(zhàn)中自動(dòng)火炮、雷達(dá)、飛機(jī)以及通訊系統(tǒng)的控制研究直接推動(dòng)了經(jīng)典控制的發(fā)展。制研究直接推動(dòng)了經(jīng)典控制的發(fā)展。經(jīng)典控制理論的形成經(jīng)典控制理論的形成 1948年，維納

11、出版年，維納出版控制論控制論，形成完整的經(jīng)典控制，形成完整的經(jīng)典控制理論，標(biāo)志控制學(xué)科的誕生。理論，標(biāo)志控制學(xué)科的誕生。 維納成為控制論的創(chuàng)始人！維納成為控制論的創(chuàng)始人！維納維納控制論控制論是關(guān)于怎樣把機(jī)械元件和電氣元件組是關(guān)于怎樣把機(jī)械元件和電氣元件組合成穩(wěn)定的并且具有特定性能的系統(tǒng)的科學(xué)。這門新合成穩(wěn)定的并且具有特定性能的系統(tǒng)的科學(xué)。這門新科學(xué)的一個(gè)非常突出的特點(diǎn)就是完全不考慮能量、熱科學(xué)的一個(gè)非常突出的特點(diǎn)就是完全不考慮能量、熱量和效率等因素，可是，在其他各門自然科學(xué)中，這量和效率等因素，可是，在其他各門自然科學(xué)中，這些因素是十分重要的。些因素是十分重要的。 控制論所討論的主要問題是一個(gè)

12、系統(tǒng)的各個(gè)不同部分控制論所討論的主要問題是一個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)不同部分之間的相互作用的定性性質(zhì)，以及整個(gè)系統(tǒng)的總體運(yùn)之間的相互作用的定性性質(zhì)，以及整個(gè)系統(tǒng)的總體運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)狀態(tài)。1.1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例 一個(gè)自動(dòng)運(yùn)行的系統(tǒng)，就是指它的運(yùn)行不需要人為的干預(yù)。一個(gè)自動(dòng)運(yùn)行的系統(tǒng)，就是指它的運(yùn)行不需要人為的干預(yù)。v令人的體溫保持在令人的體溫保持在37的自動(dòng)溫控系統(tǒng)的自動(dòng)溫控系統(tǒng)v心跳控制系統(tǒng)心跳控制系統(tǒng)v眼球聚焦系統(tǒng)眼球聚焦系統(tǒng)v溫控系統(tǒng)溫控系統(tǒng)v汽車自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)汽車自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)v電梯調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送電梯搭載乘客電梯調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送電梯搭載乘客空調(diào)空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)房間溫度：自動(dòng)調(diào)

13、節(jié)房間溫度： 以取暖為例，空調(diào)通過溫度傳以取暖為例，空調(diào)通過溫度傳感器檢測(cè)房間的溫度高低，空調(diào)控感器檢測(cè)房間的溫度高低，空調(diào)控制器將檢測(cè)的溫度與設(shè)定值進(jìn)行比制器將檢測(cè)的溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，若溫度低于設(shè)定值的下限，則較，若溫度低于設(shè)定值的下限，則使壓縮機(jī)運(yùn)行，溫度上升，溫度上使壓縮機(jī)運(yùn)行，溫度上升，溫度上升到設(shè)定值的上限時(shí)則停止運(yùn)行。升到設(shè)定值的上限時(shí)則停止運(yùn)行。 空調(diào)運(yùn)行基于反饋信息（溫度空調(diào)運(yùn)行基于反饋信息（溫度測(cè)量值），屬于測(cè)量值），屬于 “反饋控制反饋控制”，最，最為常見。為常見。 v實(shí)例（示意圖）實(shí)例（示意圖）人工（手動(dòng)）控制：人工（手動(dòng)）控制：（1 1）對(duì)象：儲(chǔ)液系統(tǒng)）對(duì)象：儲(chǔ)液系

14、統(tǒng)（2 2）目標(biāo)：液位）目標(biāo)：液位（3 3）眼睛：觀察液位變）眼睛：觀察液位變化化（4 4）大腦：分析、比較、）大腦：分析、比較、判斷判斷（5 5）手）手/ /腳：動(dòng)作執(zhí)行腳：動(dòng)作執(zhí)行液位人工控制系統(tǒng)液位人工控制系統(tǒng)v實(shí)例（示意圖）實(shí)例（示意圖）自動(dòng)控制：自動(dòng)控制：（1 1）對(duì)象：儲(chǔ)液系統(tǒng)）對(duì)象：儲(chǔ)液系統(tǒng)（2 2）目標(biāo)：液位）目標(biāo)：液位（3 3）傳感器：檢測(cè)液位）傳感器：檢測(cè)液位變化變化（4 4）控制器：控制功能）控制器：控制功能（5 5）執(zhí)行器：完成控制）執(zhí)行器：完成控制動(dòng)作動(dòng)作傳感器傳感器信號(hào)信號(hào)信號(hào)驅(qū)動(dòng)設(shè)備信號(hào)驅(qū)動(dòng)設(shè)備液位自動(dòng)控制系統(tǒng)液位自動(dòng)控制系統(tǒng)控制原理框圖控制原理框圖（控制理念）（

15、控制理念）對(duì)象對(duì)象手腳手腳 （執(zhí)行器）（執(zhí)行器）大腦大腦 （控制器）（控制器）眼睛眼睛 （傳感器）（傳感器） 控制控制對(duì)象對(duì)象執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置控制器控制器測(cè)量裝置測(cè)量裝置1.1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)術(shù)語自動(dòng)控制系統(tǒng)術(shù)語v自動(dòng)控制：自動(dòng)控制：是指沒有人直接參與的情況下，利用是指沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置（稱控制器），使整個(gè)生產(chǎn)過程或工作控制裝置（稱控制器），使整個(gè)生產(chǎn)過程或工作機(jī)械（稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即機(jī)械（稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。v自動(dòng)控制系統(tǒng)：自動(dòng)控制系統(tǒng)：能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制任務(wù)的系統(tǒng)，能夠?qū)?/p>

16、現(xiàn)自動(dòng)控制任務(wù)的系統(tǒng)，由由控制器與控制對(duì)象控制器與控制對(duì)象組成。組成?？刂茖?duì)象控制對(duì)象控制器控制器輸入量輸入量輸出量輸出量擾動(dòng)量擾動(dòng)量?v被控對(duì)象被控對(duì)象控制系統(tǒng)所控制和操縱的對(duì)象，接受控制量并控制系統(tǒng)所控制和操縱的對(duì)象，接受控制量并輸出被控量；輸出被控量；v控制器控制器外加的設(shè)備或裝置，用來接收變換和放大的偏差外加的設(shè)備或裝置，用來接收變換和放大的偏差信號(hào)，轉(zhuǎn)換為對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行操作的控制信號(hào)；信號(hào)，轉(zhuǎn)換為對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行操作的控制信號(hào)；v給定信號(hào)給定信號(hào)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)，是時(shí)間的函數(shù)；控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)，是時(shí)間的函數(shù)；v輸出信號(hào)輸出信號(hào)控制系統(tǒng)的輸出，即受控的物理量控制系統(tǒng)的輸出，即受控的物

17、理量v反饋信號(hào)反饋信號(hào)從系統(tǒng)的輸出端引出，經(jīng)過變換回送到輸入端從系統(tǒng)的輸出端引出，經(jīng)過變換回送到輸入端與給定信號(hào)進(jìn)行比較的信號(hào)；與給定信號(hào)進(jìn)行比較的信號(hào)；v偏差信號(hào)偏差信號(hào)控制輸入信號(hào)與主反饋信號(hào)之差；控制輸入信號(hào)與主反饋信號(hào)之差；v擾動(dòng)信號(hào)擾動(dòng)信號(hào)破壞系統(tǒng)平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)的被控量偏離其給定破壞系統(tǒng)平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)的被控量偏離其給定值的因素；值的因素；v誤差信號(hào)誤差信號(hào)系統(tǒng)被控量的期望值與實(shí)際值之差。系統(tǒng)被控量的期望值與實(shí)際值之差。自動(dòng)控制系統(tǒng)控制原理方框圖自動(dòng)控制系統(tǒng)控制原理方框圖控制控制對(duì)象對(duì)象執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置控制器控制器測(cè)量裝置測(cè)量裝置控制器控制器比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)輸入量輸入量偏差偏差測(cè)量值測(cè)

18、量值輸出量輸出量控制量控制量擾動(dòng)量擾動(dòng)量控制動(dòng)作控制動(dòng)作廣義對(duì)象廣義對(duì)象自動(dòng)控制裝置自動(dòng)控制裝置元素：元素：（1 1） ：元件：元件（2 2） ：信號(hào)（物理量）及傳遞方向：信號(hào)（物理量）及傳遞方向（3 3） ：比較點(diǎn)（信號(hào)疊加）：比較點(diǎn)（信號(hào)疊加）（4 4） ：引出點(diǎn)（分支、信號(hào)強(qiáng)度）：引出點(diǎn)（分支、信號(hào)強(qiáng)度） （5 5）+/- +/- ：符號(hào)的意義（正、負(fù)反饋）：符號(hào)的意義（正、負(fù)反饋）1.2 開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制1.2.1 反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng) 反饋：反饋：把取出的輸出量送回到輸入端，并與輸入信把取出的輸出量送回到輸入端，并與輸入信號(hào)相比較產(chǎn)生偏差信號(hào)的過程，稱為反饋。

19、號(hào)相比較產(chǎn)生偏差信號(hào)的過程，稱為反饋。若偏差越來越若偏差越來越小小，稱為，稱為負(fù)負(fù)反饋；反饋；若偏差越來越若偏差越來越大大，稱為，稱為正正反饋。反饋。 反饋控制：反饋控制：采用負(fù)反饋并利用偏差進(jìn)行控制的過程，采用負(fù)反饋并利用偏差進(jìn)行控制的過程，由于引入被控量的反饋信息，整個(gè)控制過程成為閉由于引入被控量的反饋信息，整個(gè)控制過程成為閉合的，反饋控制也稱為閉環(huán)控制。合的，反饋控制也稱為閉環(huán)控制。1.2.2 開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)v如果系統(tǒng)的輸出量與輸入量間不存在反饋的通道，這種控制如果系統(tǒng)的輸出量與輸入量間不存在反饋的通道，這種控制系統(tǒng)稱為系統(tǒng)稱為開環(huán)控制開環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。v即需要控制的是被控對(duì)

20、象的某一量即需要控制的是被控對(duì)象的某一量(被控量被控量),而測(cè)量的只是給而測(cè)量的只是給定信號(hào)定信號(hào),被控量對(duì)于控制作用沒有任何影響的系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)如被控量對(duì)于控制作用沒有任何影響的系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)如圖所示。圖所示。開環(huán)控制系統(tǒng)舉例開環(huán)控制系統(tǒng)舉例v交通指揮的紅綠燈轉(zhuǎn)換；交通指揮的紅綠燈轉(zhuǎn)換；v自動(dòng)生產(chǎn)線；自動(dòng)生產(chǎn)線；v洗衣機(jī)洗滌過程；洗衣機(jī)洗滌過程；開環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷開環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷 信號(hào)由給定值至被控量單向傳遞。這種控制較簡(jiǎn)單，但有較信號(hào)由給定值至被控量單向傳遞。這種控制較簡(jiǎn)單，但有較大的缺陷，即對(duì)象或控制裝置受到干擾，或工作中特性參數(shù)大的缺陷，即對(duì)象或控制裝置受到干擾，或工作中特性參數(shù)發(fā)生變化，會(huì)

21、直接影響被控量，而無法發(fā)生變化，會(huì)直接影響被控量，而無法自動(dòng)補(bǔ)償自動(dòng)補(bǔ)償。因此，系。因此，系統(tǒng)的統(tǒng)的控制精度控制精度難以保證。難以保證。 從另一種意義理解，意味著對(duì)受控對(duì)象和其它控制元件的從另一種意義理解，意味著對(duì)受控對(duì)象和其它控制元件的技技術(shù)要求較高術(shù)要求較高。如數(shù)控線切割機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)、包裝機(jī)等多為開環(huán)。如數(shù)控線切割機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)、包裝機(jī)等多為開環(huán)控制。控制。1.2.3 閉環(huán)控制系統(tǒng)（核心）閉環(huán)控制系統(tǒng)（核心）v把輸出量直接或間接地反饋到系統(tǒng)的輸入端，形成把輸出量直接或間接地反饋到系統(tǒng)的輸入端，形成閉環(huán)，參與控制，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)，參與控制，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。前前/正向通道正向通道反反/負(fù)向

22、通道負(fù)向通道閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)n 這種控制方式，無論是由于干擾造成，還是由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的這種控制方式，無論是由于干擾造成，還是由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化引起被控量出現(xiàn)偏差，系統(tǒng)就利用偏差去糾正偏差，故變化引起被控量出現(xiàn)偏差，系統(tǒng)就利用偏差去糾正偏差，故稱為稱為按偏差調(diào)節(jié)按偏差調(diào)節(jié)。v優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的輸出量能自動(dòng)跟蹤給定量，減小跟蹤誤差，提優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的輸出量能自動(dòng)跟蹤給定量，減小跟蹤誤差，提高控制精度，抑制擾動(dòng)信號(hào)的影響；高控制精度，抑制擾動(dòng)信號(hào)的影響；v缺點(diǎn)：與開環(huán)控制系統(tǒng)比較，閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較缺點(diǎn)：與開環(huán)控制系統(tǒng)比較，閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜復(fù)雜，構(gòu)，構(gòu)造比較困難；引進(jìn)反饋通道后使得

23、系統(tǒng)對(duì)前向通路中元件參造比較困難；引進(jìn)反饋通道后使得系統(tǒng)對(duì)前向通路中元件參數(shù)的變化不靈敏；利用偏差控制如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，數(shù)的變化不靈敏；利用偏差控制如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，系統(tǒng)將無法系統(tǒng)將無法正?；蛘叻€(wěn)定工作正常或者穩(wěn)定工作；控制系統(tǒng)的精度與系統(tǒng)的穩(wěn)定性之間也；控制系統(tǒng)的精度與系統(tǒng)的穩(wěn)定性之間也常常存在矛盾。常常存在矛盾。 1.2.4 開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的對(duì)比開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的對(duì)比v開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）只有正向作用，沒有反饋?zhàn)饔?；）只有正向作用，沒有反饋?zhàn)饔?；?）控制精度取決于元器件的精度和系統(tǒng)調(diào)整精度；）控制精度取決于元器件的精度和系統(tǒng)調(diào)整精度；（3）沒有抑制內(nèi)、外干擾的能力；）

24、沒有抑制內(nèi)、外干擾的能力；（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。v閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）既有正向作用，也有反饋?zhàn)饔?；）既有正向作用，也有反饋?zhàn)饔?；?）控制精度與元件精度、控制方法、調(diào)整精度有關(guān)，控制）控制精度與元件精度、控制方法、調(diào)整精度有關(guān)，控制精度較高；精度較高；（3）有抑制干擾的能力；）有抑制干擾的能力；（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本相對(duì)較高。）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本相對(duì)較高。開環(huán)與閉環(huán)的選擇開環(huán)與閉環(huán)的選擇 開環(huán)控制和閉環(huán)控制方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)開環(huán)控制和閉環(huán)控制方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)工程要求及具體情況來決定。工程要求及具體情況來決定

25、。 如果事先預(yù)知輸入量的變化規(guī)律，又不存在外部和內(nèi)部參數(shù)如果事先預(yù)知輸入量的變化規(guī)律，又不存在外部和內(nèi)部參數(shù)的變化，則采用開環(huán)控制較好。的變化，則采用開環(huán)控制較好。 如果對(duì)系統(tǒng)外部干擾無法預(yù)測(cè)，系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)又經(jīng)常變化，如果對(duì)系統(tǒng)外部干擾無法預(yù)測(cè)，系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)又經(jīng)常變化，為保證控制精度，采用閉環(huán)控制則更為合適。為保證控制精度，采用閉環(huán)控制則更為合適。 如果對(duì)系統(tǒng)的性能要求比較高，為了解決閉環(huán)控制精度與穩(wěn)如果對(duì)系統(tǒng)的性能要求比較高，為了解決閉環(huán)控制精度與穩(wěn)定性之間的矛盾，可以采用開環(huán)控制與閉環(huán)控制相結(jié)合的復(fù)合定性之間的矛盾，可以采用開環(huán)控制與閉環(huán)控制相結(jié)合的復(fù)合控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。復(fù)合控制復(fù)合控制

26、1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與工作原理給定元件放大元件執(zhí)行元件被控對(duì)象測(cè)量元件-+UrUeUaUfT典型自動(dòng)控制系統(tǒng)組成部分典型自動(dòng)控制系統(tǒng)組成部分v（1）被控對(duì)象）被控對(duì)象自動(dòng)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行控制的機(jī)器、設(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程；備或生產(chǎn)過程；v（2）測(cè)量元件）測(cè)量元件其職能是測(cè)量被控制的物理量；其職能是測(cè)量被控制的物理量；v（3）給定元件）給定元件其職能是給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的其職能是給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量（即參據(jù)量）；系統(tǒng)輸入量（即參據(jù)量）；v（4）比較元件）比較元件對(duì)系統(tǒng)輸出量與輸入量進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算并對(duì)系統(tǒng)輸出量與輸入量

27、進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算并給出偏差信號(hào)，起綜合、比較變換作用；給出偏差信號(hào)，起綜合、比較變換作用；v（5）放大元件）放大元件將比較元件給出的偏差進(jìn)行放大，用來將比較元件給出的偏差進(jìn)行放大，用來推動(dòng)執(zhí)行元件去控制被控對(duì)象；推動(dòng)執(zhí)行元件去控制被控對(duì)象；v（6）執(zhí)行元件）執(zhí)行元件直接作用于被控對(duì)象，使其被控量發(fā)生直接作用于被控對(duì)象，使其被控量發(fā)生變化的元件。變化的元件。1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型1.4.1 按照信號(hào)流向進(jìn)行劃分按照信號(hào)流向進(jìn)行劃分開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)信號(hào)流動(dòng)由輸入端到輸出端單向流動(dòng)信號(hào)流動(dòng)由輸入端到輸出端單向流動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 若控制系統(tǒng)中信號(hào)除從輸入端到輸出端外

28、，還有輸出到輸入若控制系統(tǒng)中信號(hào)除從輸入端到輸出端外，還有輸出到輸入的反饋信號(hào)，則構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，也稱反饋控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)，則構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，也稱反饋控制系統(tǒng) 1.4.2 按照輸入信號(hào)進(jìn)行劃分按照輸入信號(hào)進(jìn)行劃分（1）恒值控制系統(tǒng)）恒值控制系統(tǒng)v系統(tǒng)的輸入量是一恒值，并且要求系統(tǒng)的輸出量相應(yīng)地保持恒系統(tǒng)的輸入量是一恒值，并且要求系統(tǒng)的輸出量相應(yīng)地保持恒定。定。v控制系統(tǒng)的任務(wù)是盡量排除各種干擾因素的影響，使輸出量維控制系統(tǒng)的任務(wù)是盡量排除各種干擾因素的影響，使輸出量維持在給定值持在給定值(期望值期望值)。如工業(yè)過程中恒溫、恒壓、恒速等控制。如工業(yè)過程中恒溫、恒壓、恒速等控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。

29、（2）隨動(dòng)系統(tǒng)）隨動(dòng)系統(tǒng)v系統(tǒng)的輸入量是任意變化的量，并且要求系統(tǒng)的輸出量能跟隨系統(tǒng)的輸入量是任意變化的量，并且要求系統(tǒng)的輸出量能跟隨輸入量的變化作出相應(yīng)的變化。輸入量的變化作出相應(yīng)的變化。v如雷達(dá)天線的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、高炮自動(dòng)描準(zhǔn)系統(tǒng)，就是典型的如雷達(dá)天線的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、高炮自動(dòng)描準(zhǔn)系統(tǒng)，就是典型的隨動(dòng)系統(tǒng)。隨動(dòng)系統(tǒng)。（3）程序控制系統(tǒng)）程序控制系統(tǒng)v系統(tǒng)的輸入量不是常值，而是事先確定的程序信號(hào)，并且要系統(tǒng)的輸入量不是常值，而是事先確定的程序信號(hào)，并且要求被控對(duì)象的被控量按照要求的程序變化。求被控對(duì)象的被控量按照要求的程序變化。v即控制輸入信號(hào)是事先確定的程序信號(hào)，控制的目的是使被即控制輸入信

30、號(hào)是事先確定的程序信號(hào)，控制的目的是使被控對(duì)象的被控量按照要求的程序動(dòng)作。控對(duì)象的被控量按照要求的程序動(dòng)作。v如數(shù)控車床就屬此類系統(tǒng)。如數(shù)控車床就屬此類系統(tǒng)。 1.4.3 按照是否與時(shí)間相關(guān)進(jìn)行劃分按照是否與時(shí)間相關(guān)進(jìn)行劃分（1）定常系統(tǒng)）定常系統(tǒng)v描述系統(tǒng)特性的微分方程中各項(xiàng)系數(shù)都是與時(shí)間無關(guān)的常數(shù)；描述系統(tǒng)特性的微分方程中各項(xiàng)系數(shù)都是與時(shí)間無關(guān)的常數(shù)；v該類系統(tǒng)只要輸入信號(hào)的形式不變，在不同時(shí)間輸入下的輸出該類系統(tǒng)只要輸入信號(hào)的形式不變，在不同時(shí)間輸入下的輸出響應(yīng)形式是相同的。響應(yīng)形式是相同的。 （2）時(shí)變系統(tǒng)）時(shí)變系統(tǒng)v描述系統(tǒng)特性的微分方程中至少有一項(xiàng)系數(shù)是時(shí)間的函數(shù)。描述系統(tǒng)特性的微

31、分方程中至少有一項(xiàng)系數(shù)是時(shí)間的函數(shù)。1.4.4 按照信號(hào)是否為脈沖形式進(jìn)行劃分按照信號(hào)是否為脈沖形式進(jìn)行劃分（1）連續(xù)系統(tǒng)）連續(xù)系統(tǒng)v系統(tǒng)中傳遞的信號(hào)都是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)；系統(tǒng)中傳遞的信號(hào)都是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)；v信號(hào)的大小均是可任意取值的信號(hào)的大小均是可任意取值的模擬量模擬量。（2）離散系統(tǒng)）離散系統(tǒng)v系統(tǒng)中傳遞的信號(hào)有一處或幾處是脈沖序列或數(shù)字序列；系統(tǒng)中傳遞的信號(hào)有一處或幾處是脈沖序列或數(shù)字序列；v若系統(tǒng)中采用了采樣開關(guān)，將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的脈沖形式若系統(tǒng)中采用了采樣開關(guān)，將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的脈沖形式的信號(hào)，此類系統(tǒng)稱為的信號(hào)，此類系統(tǒng)稱為采樣控制系統(tǒng)采樣控制系統(tǒng)或或脈沖控制系統(tǒng)脈沖控制系

32、統(tǒng)；v若采用數(shù)字計(jì)算機(jī)或數(shù)字控制器，其離散信號(hào)是以數(shù)碼形式傳若采用數(shù)字計(jì)算機(jī)或數(shù)字控制器，其離散信號(hào)是以數(shù)碼形式傳遞的，此類系統(tǒng)稱為遞的，此類系統(tǒng)稱為數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)。1.4.5 按照輸入輸出量的數(shù)量進(jìn)行劃分按照輸入輸出量的數(shù)量進(jìn)行劃分（1）單輸入單輸出系統(tǒng)）單輸入單輸出系統(tǒng)v系統(tǒng)的輸入量和輸出量各為一個(gè)；系統(tǒng)的輸入量和輸出量各為一個(gè)；（2）多輸入多輸出系統(tǒng)）多輸入多輸出系統(tǒng)v系統(tǒng)的輸入量和輸出量多于一個(gè)；系統(tǒng)的輸入量和輸出量多于一個(gè)；v對(duì)于線性多輸入多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)的任何一個(gè)輸出等于數(shù)個(gè)對(duì)于線性多輸入多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)的任何一個(gè)輸出等于數(shù)個(gè)輸入單獨(dú)作用下輸出的輸入單獨(dú)作用下輸出的疊加疊

33、加。 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)v組成系統(tǒng)元器件的特性均為線性的，可用一個(gè)或一組組成系統(tǒng)元器件的特性均為線性的，可用一個(gè)或一組線性微線性微分方程來描述系統(tǒng)輸入和輸出之間關(guān)系分方程來描述系統(tǒng)輸入和輸出之間關(guān)系。v線性系統(tǒng)的主要特征是具有齊次性和疊加性。線性系統(tǒng)的主要特征是具有齊次性和疊加性。 非線性系統(tǒng)非線性系統(tǒng)v在系統(tǒng)中只要有一個(gè)元器件的特性不能用線性微分方程描述在系統(tǒng)中只要有一個(gè)元器件的特性不能用線性微分方程描述其輸入和輸出關(guān)系，則稱為非線性系統(tǒng)。其輸入和輸出關(guān)系，則稱為非線性系統(tǒng)。v非線性系統(tǒng)還沒有一種完整、成熟、統(tǒng)一的分析法。通常對(duì)非線性系統(tǒng)還沒有一種完整、成熟、統(tǒng)一的分析法。通常對(duì)于非線性程度不

34、很嚴(yán)重，或做近似分析時(shí)，均可用線性系統(tǒng)于非線性程度不很嚴(yán)重，或做近似分析時(shí)，均可用線性系統(tǒng)理論和方法來處理。理論和方法來處理。1.5 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 自動(dòng)控制系統(tǒng)是否能很好地工作，是否能精確地保持被控量按照自動(dòng)控制系統(tǒng)是否能很好地工作，是否能精確地保持被控量按照預(yù)定的要求規(guī)律變化，這取決于預(yù)定的要求規(guī)律變化，這取決于被控對(duì)象和控制器及各功能元器被控對(duì)象和控制器及各功能元器件的特性參數(shù)件的特性參數(shù)是否設(shè)計(jì)得當(dāng)。是否設(shè)計(jì)得當(dāng)。 在理想情況下，控制系統(tǒng)的輸出量和輸入量，在任何時(shí)候均相等，在理想情況下，控制系統(tǒng)的輸出量和輸入量，在任何時(shí)候均相等，系統(tǒng)完全無誤差，且不受

35、干擾的影響。實(shí)際系統(tǒng)中，由于各種各系統(tǒng)完全無誤差，且不受干擾的影響。實(shí)際系統(tǒng)中，由于各種各樣原因，系統(tǒng)在受到輸入信號(hào)樣原因，系統(tǒng)在受到輸入信號(hào)(也包括擾動(dòng)信號(hào)也包括擾動(dòng)信號(hào))的激勵(lì)時(shí)，被控的激勵(lì)時(shí)，被控量將偏離輸入信號(hào)作用前的初始值，經(jīng)歷一段量將偏離輸入信號(hào)作用前的初始值，經(jīng)歷一段動(dòng)態(tài)過程動(dòng)態(tài)過程(過渡過過渡過程程)，則系統(tǒng)控制性能的優(yōu)劣，可以從動(dòng)態(tài)過程中較充分地表現(xiàn)出，則系統(tǒng)控制性能的優(yōu)劣，可以從動(dòng)態(tài)過程中較充分地表現(xiàn)出來。來。12s +2s+122outStep1Scope單位階躍響應(yīng)仿真MATLAB模型 仿真輸出0 1234500.20.40.60.811.21.41+1- t ts s

36、 t tp p t tr r 控制精度控制精度是衡量系統(tǒng)技術(shù)性能的重要尺度。是衡量系統(tǒng)技術(shù)性能的重要尺度。一個(gè)高品質(zhì)的系統(tǒng)，在整個(gè)運(yùn)行過程中，被控量對(duì)給一個(gè)高品質(zhì)的系統(tǒng)，在整個(gè)運(yùn)行過程中，被控量對(duì)給定值的偏差應(yīng)該是最小的。定值的偏差應(yīng)該是最小的?？紤]動(dòng)態(tài)過程在不同階段中的特點(diǎn)，工程上通常從考慮動(dòng)態(tài)過程在不同階段中的特點(diǎn)，工程上通常從穩(wěn)穩(wěn)、準(zhǔn)準(zhǔn)、快快三個(gè)方面來衡量自動(dòng)控制系統(tǒng)。三個(gè)方面來衡量自動(dòng)控制系統(tǒng)。v若系統(tǒng)有擾動(dòng)或給定輸入量發(fā)生變化，系統(tǒng)的輸出量產(chǎn)生的過渡過程隨若系統(tǒng)有擾動(dòng)或給定輸入量發(fā)生變化，系統(tǒng)的輸出量產(chǎn)生的過渡過程隨時(shí)間增長(zhǎng)而衰減，回到或接近原來的穩(wěn)定值；時(shí)間增長(zhǎng)而衰減，回到或接近原

37、來的穩(wěn)定值；v能跟隨變化了的輸入信號(hào)，則稱系統(tǒng)穩(wěn)定；能跟隨變化了的輸入信號(hào)，則稱系統(tǒng)穩(wěn)定；v穩(wěn)定性是系統(tǒng)的固有特性，通常由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)決定，與外部輸入穩(wěn)定性是系統(tǒng)的固有特性，通常由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)決定，與外部輸入信號(hào)無關(guān)。信號(hào)無關(guān)。v穩(wěn)定工作是所有自動(dòng)控制系統(tǒng)的最基本要求，是系統(tǒng)能否工作的前題。穩(wěn)定工作是所有自動(dòng)控制系統(tǒng)的最基本要求，是系統(tǒng)能否工作的前題。不穩(wěn)定的系統(tǒng)根本無法完成控制任務(wù)。不穩(wěn)定的系統(tǒng)根本無法完成控制任務(wù)。v考慮到實(shí)際系統(tǒng)工作環(huán)境或參數(shù)的變動(dòng)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此，考慮到實(shí)際系統(tǒng)工作環(huán)境或參數(shù)的變動(dòng)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此，我們除要求系統(tǒng)穩(wěn)定外，還要求其具有一定的我們

38、除要求系統(tǒng)穩(wěn)定外，還要求其具有一定的穩(wěn)定裕量穩(wěn)定裕量。1、穩(wěn)定性（穩(wěn)）、穩(wěn)定性（穩(wěn)）2、準(zhǔn)確性（準(zhǔn)）、準(zhǔn)確性（準(zhǔn)）v穩(wěn)態(tài)誤差是衡量控制系統(tǒng)精度的重要指標(biāo)。穩(wěn)態(tài)誤差是衡量控制系統(tǒng)精度的重要指標(biāo)。v在參考輸入信號(hào)作用下，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，其穩(wěn)態(tài)輸出與在參考輸入信號(hào)作用下，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，其穩(wěn)態(tài)輸出與參考輸入所要求的期望輸出之差稱為給定參考輸入所要求的期望輸出之差稱為給定穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差。v這種誤差越小，表示系統(tǒng)的輸出跟隨參考輸入的精度越高。這種誤差越小，表示系統(tǒng)的輸出跟隨參考輸入的精度越高。v準(zhǔn)確性與控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及輸入信號(hào)形式有關(guān)。準(zhǔn)確性與控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及輸入信號(hào)形式有關(guān)。3、 快速性（快）快速性（快）v系統(tǒng)從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另外一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)，都需要系統(tǒng)從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另外一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)，都需要經(jīng)歷一個(gè)過渡過程，快速性對(duì)過渡過程的形式和快慢提出要經(jīng)歷一個(gè)過渡過程，快速性對(duì)過渡過程的形式和快慢提出要求，一般稱為求，一般稱為動(dòng)態(tài)性能動(dòng)態(tài)性能。v動(dòng)態(tài)過程是指控制系統(tǒng)的被控量在輸入信號(hào)作用下隨時(shí)間變動(dòng)態(tài)過程是指控制系統(tǒng)的被控量在輸入信號(hào)作用下隨