《自動控制原理》（第六版）課件：01-02自動控制系統(tǒng)示例

1、自 動 控 制 原 理21-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式 開環(huán)控制方式 反饋控制方式 復合控制方式31-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式開環(huán)控制（open-loop control）： 控制系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)沒有控制作用。特點：輸入量與輸出量一一對應。信號傳遞是單方向的，即只有輸入量對輸出量產(chǎn)生控制作用。系統(tǒng)沒有抗干擾能力。 41-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式按給定值操縱的開環(huán)控制原理方框圖51-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式開環(huán)控制應用實例：自動售貨機；自動洗衣機；產(chǎn)品自動生產(chǎn)線

2、；數(shù)控車床；交通紅綠燈；。61-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式按擾動補償?shù)拈_環(huán)控制原理方框圖71-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式反饋（閉環(huán)）控制 (feedback (close-loop) control ) 閉環(huán)控制把系統(tǒng)的輸出量檢測出來，經(jīng)過物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到系統(tǒng)的輸入端去與給定量進行比較（形成偏差），利用偏差量作為控制信號來糾正偏差。特點：輸入量與輸出量一一對應。信號傳遞是雙方向的：既有輸入量對輸出量的作用，又有輸出量對輸入量的作用。系統(tǒng)具有抗干擾能力。81-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式閉環(huán)控制典

3、型原理方框圖91-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式按輸入補償?shù)膹秃峡刂?01-1 自動控制的基本原理與方式5. 自動控制系統(tǒng)基本控制方式 按擾動補償?shù)膹秃峡刂圃矸娇驁D111-2 自動控制系統(tǒng)示例 函數(shù)記錄儀 飛機自動駕駛儀系統(tǒng) 電阻爐微型計算機溫度控制系統(tǒng) 鍋爐液位控制系統(tǒng) 。121-3 自動控制系統(tǒng)的分類 按控制方式-開環(huán)控制、反饋控制、復合控制等； 按元件類型-機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、生物系統(tǒng)等； 按系統(tǒng)功用-溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)等； 按系統(tǒng)性能-線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)、定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)、確定性系

4、統(tǒng)和不確定性系統(tǒng)等； 按參量變化規(guī)律-恒值控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)等 。 。131-3 自動控制系統(tǒng)的分類 1. 線性連續(xù)控制系統(tǒng)變量時間141-3 自動控制系統(tǒng)的分類 1. 線性連續(xù)控制系統(tǒng) 恒值控制系統(tǒng) 隨動系統(tǒng) 程序控制系統(tǒng)trtrtr151-3 自動控制系統(tǒng)的分類 1. 線性連續(xù)控制系統(tǒng)恒值控制系統(tǒng) 恒值控制系統(tǒng)的參量是一個常值。由于擾動的影響，被控量會偏離參考量而出現(xiàn)偏差，控制系統(tǒng)便根據(jù)偏差產(chǎn)生控制作用，以克服擾動的影響，使被控量恢復到給定的常值。此外，還有溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)等。 在工業(yè)控制中，如果被控量是溫度、流量、壓力、液位等生產(chǎn)過程參量時，這種控制

5、系統(tǒng)則稱為過程控制系統(tǒng)，它們大多都屬于恒值控制系統(tǒng)。 161-3 自動控制系統(tǒng)的分類 1. 線性連續(xù)控制系統(tǒng)隨動系統(tǒng) 隨動系統(tǒng)的參據(jù)量是預先未知的隨時間任意變化的函數(shù)，要求被控量以盡可能小的誤差跟隨參據(jù)量的變化，故又稱為跟蹤系統(tǒng)。 在隨動系統(tǒng)中，如果被控量是機械位置或其導數(shù)時，這類系統(tǒng)稱之為飼服系統(tǒng)。 171-3 自動控制系統(tǒng)的分類 1. 線性連續(xù)控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng) 程序控制系統(tǒng)的參據(jù)量是按預定規(guī)律隨時間變化的函數(shù)，要求被控量迅速、準確地加以復現(xiàn)。 程序控制系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)的參據(jù)量都是時間函數(shù)，不同之處在于前者是已知的時間函數(shù)，后者則是未知的任意時間函數(shù)，而恒值控制系統(tǒng)也可視為程序控制系統(tǒng)的特

6、例。 181-3 自動控制系統(tǒng)的分類 2. 線性定常離散控制系統(tǒng)變量時間191-3 自動控制系統(tǒng)的分類 3. 非線性控制系統(tǒng)201-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 1. 自動控制系統(tǒng)基本要求 穩(wěn)定性 快速性 準確性 健壯性211-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2. 典型外作用選取原則:（1）在現(xiàn)場及實驗中容易產(chǎn)生（2）系統(tǒng)在工程中經(jīng)常遇到，并且是最不利的外作用。（3）數(shù)學表達式簡單，便于理論分析。221-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2. 典型外作用 階躍函數(shù) 斜坡函數(shù) 加速度函數(shù) 脈沖函數(shù) 正弦函數(shù) 231-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2.1 典型外作用 (階躍函數(shù))表示在t=0時刻出現(xiàn)了幅

7、值為R的跳變，是最不利的外作用。R=1時的階躍函數(shù)叫單位階躍函數(shù)，用1(t)表示。 R0 tf(t)241-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2.1 典型外作用 (階躍函數(shù))251-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2.2 典型外作用 (斜坡函數(shù))表示從t=0時刻，以恒速R變化。如R=1,叫單位速度函數(shù)。0 t f(t)261-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2.3 典型外作用 （加速度函數(shù)）表示從t=0時刻開始，以恒加速度R變化。R=1叫單位加速度函數(shù)。0 t f(t)271-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2.4 典型外作用 (脈沖函數(shù))脈沖函數(shù)是對趨于0，求極限得到的。f(t)0t281-4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 2.4 典型外作用 (脈沖函數(shù)) 脈沖函數(shù)數(shù)學表達式為 脈沖函數(shù)在現(xiàn)實中是不存在的，只是數(shù)學上的定義，在現(xiàn)實系統(tǒng)中常把作用時間很短，幅值很大而強度有限的一些外作用近似看作脈沖函數(shù)。當A=1時，稱為單位脈沖函數(shù)，記作(t), 強度為A的脈沖函數(shù)r(t)表示成 r(t)