自動(dòng)控制原理河南工業(yè)大學(xué)課件

1、 主講人：黃鳳芝 Tel:E_mail: l課程性質(zhì) 專業(yè)基礎(chǔ)課l學(xué)時(shí) 72學(xué)時(shí)（60 理論+12 實(shí)驗(yàn)） 4學(xué)分l先修課程 高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、積分變換、電路、數(shù)字電子技 術(shù)、模擬電子技術(shù) 教材介紹前言l自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)幾乎滲透到國民經(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。雷達(dá)自動(dòng)跟蹤的導(dǎo)彈系統(tǒng)無人機(jī)人造地球衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)哈勃望遠(yuǎn)鏡特殊地衛(wèi)星交通系統(tǒng)汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線控制理論控制理論是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。 經(jīng)典控制理論

2、經(jīng)典控制理論現(xiàn)代控制理論（智能控制理論）現(xiàn)代控制理論（智能控制理論）以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，研究單輸入研究單輸入-單輸出單輸出定?？刂葡到y(tǒng)的分析定?？刂葡到y(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問題與設(shè)計(jì)問題以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，研以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，研究多輸入究多輸入-多輸出時(shí)變、多輸出時(shí)變、非線性、高精度、高效能非線性、高精度、高效能控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問題題發(fā)展概況11788年 英國瓦特 飛球調(diào)節(jié)器 公認(rèn)的第一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)1868年 麥克斯韋爾“論調(diào)速器”公認(rèn)為自動(dòng)控制理論的開端1875年 英國勞斯提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù) 勞勞斯穩(wěn)定判據(jù)斯穩(wěn)定判據(jù)1895年 德國赫爾維茲提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)

3、1892年 俄國李雅普諾夫提出穩(wěn)定性定義和兩個(gè)穩(wěn)定判據(jù)1932年 美國奈奎斯特提出奈氏穩(wěn)定判奈氏穩(wěn)定判據(jù)據(jù)二戰(zhàn)中自動(dòng)火炮、雷達(dá)、飛機(jī)以及通訊系統(tǒng)的控制研究直接二戰(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)推動(dòng)了經(jīng)典控制的發(fā)展展1948年，維納出版控制論，形成完整的經(jīng)典控制理論， 標(biāo)志控制學(xué)科的誕生。發(fā)展概況2 二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，各國大力發(fā)展空間技術(shù)，經(jīng)典控制理論不能滿足需要，需要研究新的控制理論。這個(gè)時(shí)期，眾多的數(shù)學(xué)家、科學(xué)家投入自動(dòng)控制理論的研究，如自動(dòng)控制科學(xué)家從力學(xué)中引進(jìn)了狀態(tài)空間的概念。 隨著電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，自動(dòng)控制理論開始進(jìn)入“現(xiàn)代控制理論”階段。 現(xiàn)代控

4、制理論在空間技術(shù)取得巨大成功，但由于工業(yè)過程控制中普遍存在的不確定性和干擾，難以取得預(yù)期的效果。模擬人的控制技術(shù)智能控制。發(fā)展概況3本課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容l 基本內(nèi)容基本內(nèi)容控制論的基本理論、方法、控制論的基本理論、方法、特點(diǎn)、綜合設(shè)計(jì)方法。特點(diǎn)、綜合設(shè)計(jì)方法。l 研究對象研究對象自動(dòng)控制系統(tǒng)，揭示自動(dòng)控自動(dòng)控制系統(tǒng)，揭示自動(dòng)控制系統(tǒng)中存在的信息轉(zhuǎn)換、傳遞和制系統(tǒng)中存在的信息轉(zhuǎn)換、傳遞和反饋反饋?？刂葡到y(tǒng)基本概念連續(xù)系統(tǒng)離散系統(tǒng)時(shí)域法復(fù)域法頻域法快穩(wěn)準(zhǔn)第一章 控制系統(tǒng)導(dǎo)論第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第三章 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法第四章 線性系統(tǒng)的根軌跡法第五章 線性系統(tǒng)的頻域分析法第六章 線性系統(tǒng)的校正

5、方法第七章 線性離散系統(tǒng)的分析第一章 控制系統(tǒng)導(dǎo)論1-1 自動(dòng)控制的基本原理1-2 自動(dòng)控制系統(tǒng)示例1-3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類1-4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求1-5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)工具1-1 自動(dòng)控制的基本原理一、基本概念一、基本概念1.控制（控制（Control）：根據(jù)某種原理或方法，）：根據(jù)某種原理或方法，使特定對象（使特定對象（被控對象被控對象）的某些物理量（）的某些物理量（被被控量控量）按照預(yù)期規(guī)律變化的操縱過程。）按照預(yù)期規(guī)律變化的操縱過程。2.人工控制（人工控制（Manual Control）：由人直接）：由人直接或間接操作執(zhí)行裝置的控制方式?；蜷g接操作執(zhí)行裝置的控制方式。

6、3.自動(dòng)控制自動(dòng)控制（Automatic Control）：）：是指在沒有人直接參與的情況下，利用自動(dòng)控制裝置（或稱為控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（統(tǒng)稱為被控對象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（稱為被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。4.自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng) （Control System）：）：是由被控對象被控對象和自動(dòng)控制裝置自動(dòng)控制裝置按一定方式聯(lián)結(jié)起來的，以完成某種自動(dòng)控制任務(wù)的有機(jī)整體。自動(dòng)控制系統(tǒng)控制原理方框圖控制控制對象對象執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置控制器控制器測量裝置測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量值測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

7、制動(dòng)作廣義對象廣義對象自動(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）二、二、控制系統(tǒng)中常用的名詞控制系統(tǒng)中常用的名詞術(shù)語術(shù)語輸入量輸入量:泛指對系統(tǒng)的輸出量有直接影響的外界輸入信號(hào),既包括控制信號(hào)又包括擾動(dòng)信號(hào)。其中控制信號(hào)又稱控制量、參考輸入、或給定值。輸出輸出量量: :是指反饋控制系統(tǒng)中被控制的物理量,它與輸入信號(hào)之間有

8、一定的函數(shù)關(guān)系。反饋反饋量量: :將系統(tǒng)(或環(huán)節(jié))的輸出信號(hào)經(jīng)變換、處理送到系統(tǒng)(或環(huán)節(jié))的輸入端的信號(hào),稱為反饋信號(hào)。若此信號(hào)是從系統(tǒng)輸出端取出送入系統(tǒng)輸入端,這種反饋信號(hào)稱主反饋信號(hào)。而其它稱為局部反饋信號(hào)。 偏差偏差: :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。誤差誤差: :它指系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與希望值之它指系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與希望值之差。系統(tǒng)希望值是理想化系統(tǒng)的輸出，實(shí)際差。系統(tǒng)希望值是理想化系統(tǒng)的輸出，實(shí)際上并不存在上并不存在, ,它只能用與控制輸入信號(hào)具有它只能用與控制輸入信號(hào)具有一定比例關(guān)系的信號(hào)來表示。在單位反饋情一定比例關(guān)系的信號(hào)來表示。在單位反饋情況下

9、況下, ,希望值就是系統(tǒng)的輸入信號(hào)希望值就是系統(tǒng)的輸入信號(hào), ,誤差信號(hào)誤差信號(hào)等于偏差信號(hào)。等于偏差信號(hào)。擾動(dòng)擾動(dòng)量量: :除控制信號(hào)以外除控制信號(hào)以外, ,對系統(tǒng)的輸出有影對系統(tǒng)的輸出有影響的信號(hào)。響的信號(hào)。 三、反饋控制系統(tǒng)三、反饋控制系統(tǒng)1. 1.反饋控制系統(tǒng)的基本組成部分反饋控制系統(tǒng)的基本組成部分 輸入量輸入量串聯(lián)校正串聯(lián)校正元件元件放大放大元件元件執(zhí)行執(zhí)行元件元件被控被控對象對象擾動(dòng)擾動(dòng)并聯(lián)并聯(lián)校正元件校正元件反饋元件反饋元件輸出量輸出量比較比較元件元件e(t)偏差偏差信號(hào)信號(hào)主反饋信號(hào)主反饋信號(hào)b(t)測量反饋元件測量反饋元件主反饋主反饋局部反饋局部反饋( )c t( )r t給

10、定給定元件元件被控對象（被控過程）被控對象（被控過程）又稱控制對象或受控對象，又稱控制對象或受控對象，指需要對它的某個(gè)特定的量進(jìn)行控制的設(shè)備或過程。指需要對它的某個(gè)特定的量進(jìn)行控制的設(shè)備或過程。被控對象的輸出變量是被控對象的輸出變量是被控變量被控變量，常常記作輸出信號(hào)，常常記作輸出信號(hào)或輸出量?；蜉敵隽?。被控對象除了受到控制作用外，還受到外被控對象除了受到控制作用外，還受到外部擾動(dòng)作用。部擾動(dòng)作用。給定元件給定元件其作用是給出與期望的輸出相對應(yīng)的系其作用是給出與期望的輸出相對應(yīng)的系統(tǒng)輸入量，是一類產(chǎn)生系統(tǒng)控制指令的裝置。統(tǒng)輸入量，是一類產(chǎn)生系統(tǒng)控制指令的裝置。測量反饋元件測量反饋元件如傳感器和

11、測量儀表，感受或測量如傳感器和測量儀表，感受或測量被控變量被控變量的值并把它變換為與輸入量同一物理量后，的值并把它變換為與輸入量同一物理量后，再反饋到輸入端以作比較。再反饋到輸入端以作比較。比較元件比較元件比較輸入信號(hào)與反饋信號(hào)，以產(chǎn)生反映比較輸入信號(hào)與反饋信號(hào)，以產(chǎn)生反映兩者差值的偏差信號(hào)。兩者差值的偏差信號(hào)。放大元件放大元件將微弱的信號(hào)作線性放大。將微弱的信號(hào)作線性放大。校正元件校正元件也叫補(bǔ)償元件，它是按某種函數(shù)規(guī)律變也叫補(bǔ)償元件，它是按某種函數(shù)規(guī)律變換控制信號(hào)，以利于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)或靜態(tài)性換控制信號(hào)，以利于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)或靜態(tài)性能。能。執(zhí)行元件執(zhí)行元件根據(jù)偏差信號(hào)的性質(zhì)執(zhí)行相應(yīng)

12、的控制作根據(jù)偏差信號(hào)的性質(zhì)執(zhí)行相應(yīng)的控制作用，以便使被控制量按期望值變化。如電動(dòng)機(jī)、氣用，以便使被控制量按期望值變化。如電動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)控制閥等。動(dòng)控制閥等。 例子1.人取書輸入信號(hào)眼睛大腦手、手臂眼睛+（書的位置）輸出量（手的位置）方框圖2.龍門刨床速度控制系統(tǒng)比較電路放大器觸發(fā)器晶閘管電動(dòng)機(jī)n測試發(fā)電機(jī)方框圖四、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本控制方式四、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本控制方式 控制系統(tǒng)的類型很多，它們的結(jié)構(gòu)類型和所完成的任務(wù)也各不相同?？刂葡到y(tǒng)中最常見的兩種控制方式是開環(huán)控制開環(huán)控制和閉環(huán)控制閉環(huán)控制，這兩種控制的組合即為復(fù)合控制復(fù)合控制，相對應(yīng)的控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)。

13、 自動(dòng)控制理論主要研究自動(dòng)控制理論主要研究閉環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) （1）反饋控制方式）反饋控制方式閉環(huán)控制閉環(huán)控制 閉環(huán)控制的定義是有被控制量反饋的控制,其原理框如圖所示。從系統(tǒng)中信號(hào)流向看,系統(tǒng)的輸出信號(hào)沿反饋通道又回到系統(tǒng)的輸入端,構(gòu)成閉合通道,故稱閉環(huán)控制系統(tǒng),或反饋控制系統(tǒng)。 前前/ /正向通道正向通道反反/ /負(fù)向通道負(fù)向通道這種控制方式,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)就利用偏差利用偏差去糾正偏差,故這種控制方式為按偏差調(diào)節(jié)按偏差調(diào)節(jié)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)突出優(yōu)點(diǎn)是利用偏差來糾正偏差,使系統(tǒng)達(dá)到較高的較高的控制精度控制精度。閉環(huán)控制的缺點(diǎn)缺點(diǎn)

14、引入反饋增加了系統(tǒng)的增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性復(fù)雜性，如果閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)的選取不適當(dāng)，系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生振蕩，甚至系統(tǒng)失穩(wěn)而無法正常工作，這是自動(dòng)控制理論和系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須解決的重要問題。（2）開環(huán)控制開環(huán)控制系統(tǒng)是指無被控量反饋無被控量反饋的控制系統(tǒng),即需要控制的是被控對象的某一量(被控量),而測量的只是給定信號(hào),被控量被控量對于控制作用沒有任何影沒有任何影響響的系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)如圖所示。這種控制優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，調(diào)試方便，成本低。因此，在輸入量和輸出量之間的關(guān)系固定，且內(nèi)部參數(shù)或外部負(fù)載等擾動(dòng)因素不大，或這些擾動(dòng)因素可以預(yù)測并進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那疤嵯?，?yīng)盡量采用開環(huán)控制系統(tǒng).缺點(diǎn)抗干擾

15、性能抗干擾性能差。差。當(dāng)對象或控制裝置受到外部干擾,或工作中特性參數(shù)發(fā)生變化,會(huì)直接影響被控量,而無法自動(dòng)補(bǔ)償無法自動(dòng)補(bǔ)償。因此,系統(tǒng)的控制精度難以保證控制精度難以保證。意味著對受控對意味著對受控對象和其它控制元件的象和其它控制元件的技術(shù)要求較高技術(shù)要求較高。（3）復(fù)合控制控制器控制對象擾動(dòng)輸出量輸入量補(bǔ)償器控制器控制對象擾動(dòng)輸出量輸入量補(bǔ)償器1-2 自動(dòng)控制系統(tǒng)示例函數(shù)記錄儀放大器變換器伺服電動(dòng)機(jī)齒輪系繩輪記錄筆測速發(fā)電機(jī)測量電路_位移LL 函數(shù)記錄儀方框圖電阻爐微型計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制量給定溫度D/A變換器觸發(fā)器晶閘管導(dǎo)通角電阻絲爐溫?zé)犭娕糀/D變換器放大濾波電流電流電流溫度數(shù)值方

16、框圖鍋爐液位控制系統(tǒng)方框圖給定值調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥鍋爐測量變送器_液位擾動(dòng)+水耗汽量=給水量偏差值自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖的繪制關(guān)鍵工作原理工作原理輸入量輸入量輸出量輸出量被控對象被控對象中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)信號(hào)傳遞信號(hào)傳遞1-3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類常用的自動(dòng)控制系統(tǒng)分類方法常用的自動(dòng)控制系統(tǒng)分類方法按控制方式來分按控制方式來分按描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程分按描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程分按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化分按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化分按系統(tǒng)輸入信號(hào)的變化規(guī)律不同來分按系統(tǒng)輸入信號(hào)的變化規(guī)律不同來分按信號(hào)的傳遞是否連續(xù)分按信號(hào)的傳遞是否連續(xù)分（1）開環(huán)控制系統(tǒng)）開環(huán)控制系統(tǒng)（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（3）復(fù)合控制系統(tǒng)

17、）復(fù)合控制系統(tǒng)1、按控制方式來分2.按描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程分（1）線性系統(tǒng)：組成系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的輸入輸出特性都是線性線性的，可用一個(gè)或一組線性線性微分方程微分方程來描述系統(tǒng)輸入和輸出之間輸入和輸出之間關(guān)系。線性系統(tǒng)的主要特征是具有齊次性齊次性和疊加性。疊加性。1011110111( )( )( )( )( )( )( )( )nnnnnnmmmmmmdddac tac tac ta c tdtdtdtdddbr tbr tbr tb r tdtdtdt其中， 為被控量， 為輸入量( )c t( )r t011011, , , , , , , nnmmaaaabbbb為系數(shù)0110111111()(

18、)()( )()()()( )nnmma c kna c knac ka c kb r kmbr kmbr kb r k( ), ( )r kc k為輸入量和輸出量的采樣序列, ()m mnn為差分方程的次數(shù)（2）非線性系統(tǒng)：系統(tǒng)中只要有一個(gè)元器只要有一個(gè)元器件件的特性不能用不能用線性微分方程描述其輸入和輸入和輸出關(guān)系輸出關(guān)系,則稱為非線性系統(tǒng)。非線性微分（或差分）方程描述其特性。非線性微分方程特點(diǎn)：系數(shù)與變量有關(guān)，或方程中含有變量及其導(dǎo)數(shù)的高次冪或乘積項(xiàng) 2( )( ) ( )( )( )y ty t y ty tr t飽和非線性死區(qū)非線性間隙非線性繼電器非線性3、按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化分

19、l（1）定常系統(tǒng)定常系統(tǒng)：如果描述系統(tǒng)特性的微分方微分方程中各項(xiàng)系數(shù)都是與時(shí)間無關(guān)的常數(shù)程中各項(xiàng)系數(shù)都是與時(shí)間無關(guān)的常數(shù), ,則稱為定常系統(tǒng)。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。 l（2）時(shí)變系統(tǒng)時(shí)變系統(tǒng)：如果描述系統(tǒng)特性的微分方程中只要有一項(xiàng)系數(shù)是時(shí)間的函數(shù)系數(shù)是時(shí)間的函數(shù),此系統(tǒng)稱為時(shí)變系統(tǒng)。 4、按系統(tǒng)輸入信號(hào)的變化規(guī)律不同來分 （）l（1）恒值控制恒值控制系統(tǒng)：系統(tǒng)：這類系統(tǒng)的輸入信號(hào)為一常輸入信號(hào)為一常數(shù)數(shù)，擾動(dòng)使被控量偏離理想值而出現(xiàn)偏差，利用偏差利用偏差該系統(tǒng)可使被控量回復(fù)到理想值使被控量回復(fù)到理想值或接近理想值。上述的爐溫閉環(huán)控制系統(tǒng)、鍋爐液

20、位控制系統(tǒng)均屬于此類系統(tǒng)。l（2）隨動(dòng)系統(tǒng)（跟蹤系統(tǒng)）：隨動(dòng)系統(tǒng)（跟蹤系統(tǒng)）：這類系統(tǒng)的輸入量輸入量是預(yù)先未知的隨時(shí)間任意變化的函數(shù)未知的隨時(shí)間任意變化的函數(shù)，要求被控量被控量以盡可能小的誤差跟隨輸入量以盡可能小的誤差跟隨輸入量的變化，又稱為跟蹤系統(tǒng)。重點(diǎn)研究被控量跟隨的快速性和準(zhǔn)確性。如函數(shù)記錄儀，雷達(dá)天線的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)（3）程序控制系統(tǒng)：程序控制系統(tǒng)：這類系統(tǒng) 的輸入量為輸入量為按預(yù)定的規(guī)律隨時(shí)間變化的函數(shù)按預(yù)定的規(guī)律隨時(shí)間變化的函數(shù)，要求被控被控量迅速、準(zhǔn)確地加以復(fù)現(xiàn)。量迅速、準(zhǔn)確地加以復(fù)現(xiàn)。如機(jī)械加工中的數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)系統(tǒng)。 5、按信號(hào)的傳遞是否連續(xù)分（1）連續(xù)系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)：這類系

21、統(tǒng)中所有元件的信號(hào)所有元件的信號(hào)都是隨時(shí)間連續(xù)變化隨時(shí)間連續(xù)變化的,信號(hào)的大小均是可任意取值的模擬量模擬量,稱為連續(xù)系統(tǒng)。（2）離散系統(tǒng)離散系統(tǒng)：這類系統(tǒng)在信號(hào)傳遞過程中有一處或多處的信號(hào)是脈沖序列脈沖序列或數(shù)碼形式數(shù)碼形式。若系統(tǒng)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)稱為采樣控制系采樣控制系統(tǒng)或脈沖控制系統(tǒng)統(tǒng)或脈沖控制系統(tǒng)。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)稱為數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)。1-4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求一、基本要求 對于不同類型的控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)已知的情況下，研究的內(nèi)容研究的內(nèi)容都是系統(tǒng)在典典型輸入信號(hào)下型輸入

22、信號(hào)下，被控量變化的全被控量變化的全過程過程。 對每一類被控量變化的全過程提出的共同基本要求都是一樣的，穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性，即穩(wěn)、快、準(zhǔn)確性，即穩(wěn)、快、準(zhǔn)。（1）穩(wěn)定性穩(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)。線性自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)覺定的，與外界因素?zé)o關(guān)。穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，被控量偏離期望值初始偏差隨時(shí)間的增長逐漸減小并趨于零；不穩(wěn)定系統(tǒng)的初始偏差隨時(shí)間增長而發(fā)散。單調(diào)過程單調(diào)過程衰減振蕩衰減振蕩 等幅振蕩等幅振蕩 漸擴(kuò)振蕩漸擴(kuò)振蕩 不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定（2）快速性自動(dòng)控制系統(tǒng)其動(dòng)態(tài)過程多屬于衰減振蕩衰減振蕩情況?？刂葡到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程不僅要是穩(wěn)定的，并且希望過渡過程時(shí)間過渡過程時(shí)間（又稱調(diào)整時(shí)間調(diào)整時(shí)間）越短越好（快速性快速性），最大振蕩幅度（用超調(diào)超調(diào)量衡量量衡量）越小越好，衰減得越快越好（用衰衰減比衡量減比衡量）。（3）準(zhǔn)確性指系統(tǒng)在過渡過程結(jié)束后，偏差的最終值的偏差的最終值的大小，稱為穩(wěn)態(tài)誤差大小，稱為穩(wěn)態(tài)誤差，它是衡量系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的重要指標(biāo)。穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差越小，表示系統(tǒng)的準(zhǔn)確性越好，被控量（輸出量）的期望值與實(shí)際值之間的差值就越小。二、典型外作用 為了能對不同的控制系統(tǒng)的性能用統(tǒng)一