自動控制原理-1 -8章zkyl

自動控制原理2教材教材

《自動控制原理》（第五版）,胡壽松著,科學(xué)出版社。3成績考核平時成績（20%）

-出勤

-作業(yè)

-實驗期末成績（80%）

-閉卷考試4《自動控制原理》

與其它課程的關(guān)系自動控制原理電機與拖動電子技術(shù)線性代數(shù)微積分（含微分方程）復(fù)變函數(shù)、拉普拉斯變換電路理論大學(xué)物理（力學(xué)、熱力學(xué)）電力電子技術(shù)各類控制系統(tǒng)課程5自動控制原理講授內(nèi)容

自動控制的一般概念控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型線性系統(tǒng)的時域分析法線性系統(tǒng)的根軌跡法6自動控制原理講授內(nèi)容

線性系統(tǒng)的頻域分析法線性系統(tǒng)的校正方法線性離散系統(tǒng)的分析與校正非線性控制系統(tǒng)分析第一章

自動控制的一般概念8第一章自動控制的一般概念

1-1自動控制的基本原理與方式

1-2自動控制系統(tǒng)示例

1-3自動控制系統(tǒng)的分類

1-4對自動控制系統(tǒng)的基本要求91-1自動控制的基本原理與方式自動控制技術(shù)及其應(yīng)用自動控制－－－在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（統(tǒng)稱被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。101-1自動控制的基本原理與方式

1.自動控制技術(shù)及其應(yīng)用

數(shù)控車床按照預(yù)定程序自動地切削工件；化學(xué)反應(yīng)爐的溫度或壓力自動地維持恒定；雷達和計算機組成的導(dǎo)彈發(fā)射和制導(dǎo)系統(tǒng)，自動地將導(dǎo)彈引導(dǎo)到敵方目標(biāo)；無人駕駛飛機按照預(yù)定航跡自動升降和飛行；人造衛(wèi)星準(zhǔn)確地進入預(yù)定軌道運行并回收等。生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟管理。。。111-1自動控制的基本原理與方式

2.自動控制理論自動控制理論－－－是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。經(jīng)典控制理論（單輸入-單輸出（SISO））現(xiàn)代控制理論（多輸入-多輸出（MIMO））智能控制理論。。。121-1自動控制的基本原理與方式

2.自動控制理論研究對象數(shù)學(xué)工具常用分析方法局限性經(jīng)典控制理論單輸入-單輸出線性定常系統(tǒng)微分方程，傳遞函數(shù)時域分析法，頻域分析法,根軌跡分析法對復(fù)雜多變量系統(tǒng)、時變和非線性系統(tǒng)無能為力現(xiàn)代控制理論多輸入-多輸出變系數(shù)，非線性等系統(tǒng)線性代數(shù)、矩陣?yán)碚摖顟B(tài)空間法比較繁瑣（但由于計算機技術(shù)的的迅速發(fā)展，這一局限性已克服)131-1自動控制的基本原理與方式

2.自動控制理論自動控制理論的發(fā)展：1788年，JamesWatt為控制蒸汽機速度設(shè)計的離心調(diào)節(jié)器，是自動控制領(lǐng)域的第一項重大成果。1884年：E.J.Routh提出勞斯穩(wěn)定性判據(jù)。1892年：A.M.Lyapunov提出李雅普諾夫穩(wěn)定性理論。1895年：A.Hurwifz提出赫爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)。141-1自動控制的基本原理與方式

2.自動控制理論1932年：H.Nyquist提出奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)。1945年：H.W.Bode提出反饋放大器的一般設(shè)計方法。1948年：Evans提出并完善了根軌跡法1948年：N.Wiener發(fā)表《控制論》1954年：錢學(xué)森在美國完成《工程控制論》151-1自動控制的基本原理與方式

2.自動控制理論1956年：蓬特里亞金（Pontryagin）提出極大值原理1957年：R.I.Bellman提出動態(tài)規(guī)劃理論1960年：R.E.Kalman提出卡爾曼濾波理論1960年至今：確定性系統(tǒng)、隨機系統(tǒng)的最優(yōu)控制，復(fù)雜系統(tǒng)的自適應(yīng)和學(xué)習(xí)控制，魯棒控制等目前：智能控制等161-1自動控制的基本原理與方式

3.反饋控制原理自動控制系統(tǒng)

------將被控對象和控制裝置按照一定的方式連接起來而組成一個有機整體，稱為自動控制系統(tǒng)171-1自動控制的基本原理與方式

3.反饋控制原理181-1自動控制的基本原理與方式

3.反饋控制原理191-1自動控制的基本原理與方式

3.反饋控制原理201-1自動控制的基本原理與方式

3.反饋控制原理什么是反饋？

------我們把取出輸出量送回到輸入端，并與輸入信號相比較產(chǎn)生偏差信號的過程，稱為反饋。在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控對象施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量與輸入量之間的偏差，從而實現(xiàn)被控對象進行控制的任務(wù)，這就是反饋控制的原理。

211-1自動控制的基本原理與方式

3.反饋控制原理例：龍門刨床速度控制系統(tǒng)要求：工件加工過程中不允許刨床速度波動過大措施：利用速度反饋對刨床速度進行自動控制SMTG-kFDKZCF221-1自動控制的基本原理與方式

3.反饋控制原理系統(tǒng)基本部件及功能：主（拖動）電動機SM輸入：電樞端電壓ua

輸出：電動機速度n測速發(fā)電機TG+電位器輸入：n輸出：ut觸發(fā)器CF+晶閘管整流器KZ輸入：uk

輸出：ua比較電路整流器放大器測速發(fā)電機觸發(fā)器電動機231-1自動控制的基本原理與方式

4.反饋控制系統(tǒng)的基本組成

測量元件;

給定元件;

比較元件;

放大元件;

執(zhí)行元件;

校正元件;241-1自動控制的基本原理與方式

4.反饋控制系統(tǒng)的基本組成測量元件：

------檢測被控制的物理量，如果這個物理量是非電量，一般要轉(zhuǎn)換成電量。

例如:

測速發(fā)電機用于檢測電動機軸的速度并轉(zhuǎn)換為電壓；電位器、旋轉(zhuǎn)變壓器或自整角機用于檢測角度并轉(zhuǎn)換為電壓；熱電偶用于檢測溫度并轉(zhuǎn)換為電壓等。251-1自動控制的基本原理與方式

4.反饋控制系統(tǒng)的基本組成

給定元件------給出與期望的被控量相對應(yīng)的系統(tǒng)輸入量（即參據(jù)量）。比較元件------把測量元件檢測的被控量實際值與給定元件給出的參據(jù)量進行比較，求出它們之間的偏差。常用的比較元件有差動放大器、機械差動裝置、電橋電路等。261-1自動控制的基本原理與方式

4.反饋控制系統(tǒng)的基本組成放大元件------將比較元件給出的偏差信號進行放大，用來推動執(zhí)行元件去控制被控對象。電壓偏差信號，可用晶體管、集成電路、晶閘管等組成的電壓放大級和功率放大級加以放大。執(zhí)行元件------直接推動被控對象，使其被控量發(fā)生變化。用來作為執(zhí)行元件的有閥、電動機、液壓馬達等。271-1自動控制的基本原理與方式

4.反饋控制系統(tǒng)的基本組成校正元件(補償元件)------是結(jié)構(gòu)或參數(shù)便于調(diào)整的元部件，用串連或反饋的方式連接在系統(tǒng)中，以改善系統(tǒng)的性能。簡單的校正元件是由電阻、電容等組成的無源或有源網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜的則用計算機實現(xiàn)校正功能。281-1自動控制的基本原理與方式

4.反饋控制系統(tǒng)的基本組成291-1自動控制的基本原理與方式

4.反饋控制系統(tǒng)的基本組成給定值SVSetpoint-Value偏差值DVDeviation-value