自動(dòng)控制原理

2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1自動(dòng)控制原理

PrinciplesofAutomaticControl

主講人：朱高偉2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理電氣自動(dòng)化專業(yè)特點(diǎn)1、強(qiáng)弱電結(jié)合2、電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合3、軟件硬件相結(jié)合4、電力、電子、控制、計(jì)算機(jī)多學(xué)科綜合的“寬口徑”專業(yè)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理電氣自動(dòng)化專業(yè)就業(yè)方向1、電力系統(tǒng)高電壓設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、管理、運(yùn)行、維護(hù)

輸變電工程師、注冊(cè)電氣工程師2、電氣技術(shù)方向

電氣測量、控制技術(shù)、控制領(lǐng)域裝置與系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)工作。3、應(yīng)用電子方向

2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理電氣自動(dòng)化專業(yè)具體的就業(yè)方向1、電廠（包括各個(gè)公司，工廠的配電室）2、軟件開發(fā)（特別是單片機(jī)或EDA等）3、PLC（大體是工控方向，搭建操作平臺(tái)等）4、各個(gè)礦山，或金屬冶煉場所（進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)，操作等）5、去學(xué)校當(dāng)老師6、做銷售工作（賣自己專業(yè)相關(guān)的東西）7、公務(wù)員（每個(gè)專業(yè)都可以）8、xxx研究所9、產(chǎn)品設(shè)計(jì)，硬件電路設(shè)計(jì)10、自主創(chuàng)業(yè)（有了一定了經(jīng)濟(jì)和經(jīng)驗(yàn)積累）2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理電氣自動(dòng)化專業(yè)要求1、學(xué)好書本知識(shí)多關(guān)注業(yè)界資訊，相關(guān)行業(yè)，專業(yè)論壇2、加強(qiáng)動(dòng)手能力二手市場、電子市場，淘，組裝，DIY2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理電力電氣領(lǐng)域大型公司介紹電力系統(tǒng)單位：發(fā)電企業(yè)、供電企業(yè)、電氣設(shè)備制造公司、電力設(shè)計(jì)院、電力規(guī)劃院、電力建設(shè)、電力科研開發(fā)等部門五大國有發(fā)電集團(tuán)：中國華能集團(tuán)、中國大唐集團(tuán)、中國華電集團(tuán)、中國國電集團(tuán)、中國電力投資集團(tuán)兩大電網(wǎng)公司：國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司電氣設(shè)備制造企業(yè)：上海電氣電站、新疆特變電工等外企：SIEMENS、ABB、SCHNEIDER、AREVA、VESTAS等

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自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理課程基本信息適用專業(yè)：電氣自動(dòng)化、測控技術(shù)及儀器 /電子信息工程、通信工程課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課課程類型：必修課學(xué)時(shí)：講課學(xué)時(shí)（56/4）

為什么要選電氣自動(dòng)化專業(yè)？

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自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理課程的主要內(nèi)容第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念(4)第2章拉普拉斯變換及其應(yīng)用（4）第3章自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(10)第4章自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析(14)第5章自動(dòng)控制系統(tǒng)的頻域分析（14）第6章控制系統(tǒng)的校正及綜合(10)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念

自動(dòng)控制原理

自動(dòng)控制是一門技術(shù)學(xué)科，從方法論的度來研究系統(tǒng)的建立、分析與設(shè)計(jì)。《自動(dòng)控制原理》是本學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ)課。理論性強(qiáng)、抽象、涉及數(shù)學(xué)知識(shí)多,所以上課要認(rèn)真聽講。課程的性質(zhì)和特點(diǎn)：考核方法：平時(shí)30分（作業(yè)、測驗(yàn)、考勤、紀(jì)律）考試70分2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制原理電路理論電機(jī)與拖動(dòng)大學(xué)物理信號(hào)與系統(tǒng)復(fù)變函數(shù)拉氏變換模擬電子技術(shù)線性代數(shù)微積分各類專業(yè)課線性系統(tǒng)現(xiàn)代控制理論本課程與其它課程的關(guān)系2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念

自動(dòng)控制原理第一階段：古典控制理論（20世紀(jì)40～60年代）

ClassicalControlTheory第二階段：現(xiàn)代控制理論（20世紀(jì)60～70年代）

ModernControlTheory

第三階段：智能控制理論（20世紀(jì)70年代～今）

IntelligentControlTheory

自動(dòng)控制理論的發(fā)展歷程控制理論是研究有關(guān)自動(dòng)控制共同規(guī)律的一門科學(xué)?；跀?shù)學(xué)模型

2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念古典控制理論（20世紀(jì)40～60年代）主要解決問題：單輸入單輸出（SISO）系統(tǒng)的控制問題。主要方法：以傳函為數(shù)學(xué)模型，以拉氏變換數(shù)學(xué)工具，時(shí)域分析法、根軌跡法、頻率法。

主要研究對(duì)象：SISO，線性定常（LTI），非線性系統(tǒng)，離散系統(tǒng)。以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)研究SISO系統(tǒng)的控制問題。

主要代表人物：伯德，奈奎斯特，伊文思。SingleInputSingleOutput

LinearTimeInvariable

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自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，研究MIMO、非線性、時(shí)變系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代控制理論（20世紀(jì)60～70代）解決問題：單輸入單輸出SISO、多入多出MIMO主要方法：狀態(tài)空間法。采用狀態(tài)方程作為數(shù)學(xué)模型研究對(duì)象：線性定常，時(shí)變，非線性系統(tǒng)，離散系統(tǒng)主要內(nèi)容：最優(yōu)控制理論，系統(tǒng)辯識(shí)，最優(yōu)估計(jì)主要代表人物：卡爾曼，貝爾曼，龐科里亞金Multi-inputMulti-output

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自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念智能控制理論（20世紀(jì)70年代～今）以人工智能為基礎(chǔ)主要方法：研究對(duì)象：研究具有模糊性，不確定性，不完全性，隨機(jī)性的系統(tǒng)。主要內(nèi)容：專家系統(tǒng)，模糊控制，學(xué)習(xí)控制….

以人工智能為基礎(chǔ)研究具有模糊性、不確定性，不完全性和偶然性的系統(tǒng)。非模型解決問題：模型不完全確定，或模型未知。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念15第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念電氣自動(dòng)化教研室朱高偉2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念主要內(nèi)容開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)小結(jié)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念學(xué)習(xí)重點(diǎn)了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)及其工作原理；了解閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)；掌握反饋控制系統(tǒng)的基本要求及反饋控制系統(tǒng)的作用；學(xué)會(huì)分析自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型及本質(zhì)特征。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制自動(dòng)控制是在沒有人的直接干預(yù)下，利用物理裝置對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和工藝過程進(jìn)行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定或者按照一定的規(guī)律變化。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)

人工控制自動(dòng)控制電飯煲空調(diào)抽水馬桶自動(dòng)檔汽車的駕駛?cè)詣?dòng)洗衣機(jī)軋鋼廠加熱爐溫度的控制煤氣灶蒸飯手排檔汽車的駕駛自行車的速度控制收音機(jī)的音量調(diào)節(jié)。。。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)

完成一定任務(wù)的一些元、部件的組合。自動(dòng)控制系統(tǒng)為完成某一自動(dòng)控制目標(biāo)或控制任務(wù)所需要的所有元件、物理裝置或設(shè)備的有機(jī)組合。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念工業(yè)系統(tǒng)根據(jù)有無反饋?zhàn)饔每煞譃椋?/p>

開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)

1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1-自耦變壓器2-電阻爐（被控對(duì)象）

1.1.1開環(huán)控制系統(tǒng)例1-1.

溫度控制系統(tǒng)T控制過程：輸入,控制量輸出,被控量系統(tǒng)組成：1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)控制目標(biāo)：要求爐子的溫度恒定在期望的數(shù)值上。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念被控量（輸出量）output——系統(tǒng)要控制的物理量。被控對(duì)象plant——被控量所對(duì)應(yīng)的控制裝置或過程。工業(yè)爐擾動(dòng)量disturbance——當(dāng)輸入不變時(shí)使得輸出發(fā)生變化的量。如：環(huán)境溫度、開門次數(shù)、電壓波動(dòng)。給定量或控制量（輸入量）input——決定被控量的物理量。1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)專業(yè)術(shù)語2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)12擾動(dòng)量給定量輸出量

1-

執(zhí)行器(自耦變壓器)2-被控對(duì)象(電阻爐)圖中：2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)

（1）開環(huán)控制

只有輸入量對(duì)輸出量產(chǎn)生控制作用，輸出量不參與對(duì)系統(tǒng)的控制。開環(huán)控制是不是自動(dòng)控制？開環(huán)控制舉例！

（2）開環(huán)控制特點(diǎn)輸入控制輸出（輸入量與輸出量一一對(duì)應(yīng)），結(jié)構(gòu)簡單輸出不參與控制（信號(hào)傳遞是單方向的）系統(tǒng)沒有抗干擾能力，控制精度不高。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)2.閉環(huán)控制系統(tǒng)例1-2溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)（1）人工閉環(huán)控制~220V12uc人的功能用一些物理裝置來實(shí)現(xiàn)反饋2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念

控制目標(biāo)：要求爐子的溫度恒定在期望的數(shù)值上?？刂七^程：1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)（2）自動(dòng)閉環(huán)控制溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)圖

1-熱電偶2-加熱器哪個(gè)量是系統(tǒng)的輸入？2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)

圖1-4閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)示意圖

1-控制器2-控制對(duì)象3-檢測裝置前向通道反向通道2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念（1）閉環(huán)控制（反饋控制）系統(tǒng)輸出信號(hào)與測量元件之間存在反饋回路的系統(tǒng)叫閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)也叫反饋控制系統(tǒng)?！伴]環(huán)”的含義就是將輸出信號(hào)通過測量元件反饋到系統(tǒng)的輸入端，通過比較、控制來減小系統(tǒng)誤差。反饋信號(hào)與給定信號(hào)極性相反為負(fù)反饋，反之為正反饋。1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)（2）閉環(huán)（反饋）控制特點(diǎn)輸入控制輸出（輸入量與輸出量一一對(duì)應(yīng)）輸出參與控制（信號(hào)雙方向），反饋，結(jié)構(gòu)復(fù)雜控制精度高，自動(dòng)糾正偏差，具有抗干擾能力。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念I(lǐng)nput(setpoint)----輸入量、給定量、設(shè)定量Output----輸出量、被控量Feedback----反饋

Disturbance----擾動(dòng)量

Plant(object)----被控對(duì)象

Controller----控制器Sensor----檢測裝置、傳感器Desired

Output

----理想輸出，期望輸出Ａctual

Output----實(shí)際輸出1.1開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)1.閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（示意）圖

1-給定環(huán)節(jié)；2-比較環(huán)節(jié)；3-校正環(huán)節(jié)；4-放大環(huán)節(jié)；5-執(zhí)行機(jī)構(gòu)；6-被控對(duì)象；7-檢測裝置2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)2.閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)（1）檢測環(huán)節(jié)或傳感器

其職能是檢測被控制的物理量，并將其轉(zhuǎn)換為與給定量相同的物理量。如果這個(gè)物理量是非電量，一般轉(zhuǎn)換為電量。例如：①測速發(fā)電機(jī)是用于檢測電動(dòng)機(jī)軸的速度并轉(zhuǎn)換為電壓；②自整角機(jī)等是用于檢測角度并轉(zhuǎn)換為電壓；③熱電偶是用于檢測溫度并轉(zhuǎn)換為電壓等。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)（２）給定環(huán)節(jié)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。如：給定電位器。（３）比較環(huán)節(jié)將所檢測的被控制量的實(shí)際值與給定環(huán)節(jié)給出的設(shè)定值進(jìn)行比較，確定兩者之間的偏差量。如：差動(dòng)放大器、機(jī)械差動(dòng)裝置和電橋。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)（4）放大環(huán)節(jié)將比較環(huán)節(jié)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。如：電壓偏差信號(hào)，可用電子管、晶體管、集成電路、晶閘管等組成的電壓放大器和功率放大器加以放大。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)（５）執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接推動(dòng)被控對(duì)象，使其被控量發(fā)生變化，達(dá)到所要求的數(shù)值。一般由傳動(dòng)裝置和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。如：閥、電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等。（６）被控對(duì)象要進(jìn)行控制的設(shè)備或過程。電爐，電機(jī)。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)（７）校正環(huán)節(jié)（補(bǔ)償環(huán)節(jié)）

其結(jié)構(gòu)或參數(shù)便于調(diào)整，按某種規(guī)律對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以改善系統(tǒng)性能。最簡單的校正元件是由電阻、電容組成的無源或有源網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜的則用電子計(jì)算機(jī)。

在控制系統(tǒng)中，常把比較環(huán)節(jié)、校正環(huán)節(jié)和放大裝置和在一起稱為控制器。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（示意）圖

1-給定環(huán)節(jié)；2-比較環(huán)節(jié)；3-校正環(huán)節(jié)；4-放大環(huán)節(jié)；5-執(zhí)行機(jī)構(gòu)；6-被控對(duì)象；7-檢測裝置要求精度要高控制器2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型1.按照組成系統(tǒng)元件的輸入輸出特性劃分1）線性系統(tǒng)

linearsystem特點(diǎn)：a.系統(tǒng)由線性元件構(gòu)成，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用線性微分方程來描述。稱為線性定常系統(tǒng)（ＬＴＩ）。線性微分方程中輸出量及其各階導(dǎo)數(shù)都是一次的，并且各系數(shù)與輸入量無關(guān)。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念b.滿足齊次性和疊加原理。(是判別是否為線性系統(tǒng)的根據(jù))若系統(tǒng)方程中系數(shù)不是常數(shù)則稱為線性時(shí)變系統(tǒng)。齊次性疊加原理1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型2）非線性系統(tǒng)

nolinearsystem

在構(gòu)成系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中有一個(gè)或一個(gè)以上的非線性環(huán)節(jié)時(shí)，則稱此系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)。特點(diǎn)：由非線性微分方程描述的系統(tǒng)稱為非線性系統(tǒng)。不滿足齊次性和疊加原理.非線性的理論研究遠(yuǎn)不如線性系統(tǒng)那么完整，目前尚無通用的方法可以解決各類非線性系統(tǒng)，一直是控制理論界研究的熱點(diǎn).2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型理想飽和特性理想繼電特性死區(qū)特性2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型2.按照系統(tǒng)傳遞信號(hào)的性質(zhì)劃分1）連續(xù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)各部分信號(hào)都是模擬的連續(xù)函數(shù)。目前工業(yè)中普遍采用的常規(guī)儀表PID調(diào)節(jié)器控制的系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)及閉環(huán)控制系統(tǒng)也是連續(xù)系統(tǒng)。2）離散數(shù)據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)的一處或幾處，信號(hào)是以脈沖序列或數(shù)碼的形式傳遞。其中離散信號(hào)以脈沖形式傳遞的系統(tǒng)又叫脈沖控制系統(tǒng)，離散信號(hào)以數(shù)碼形式傳遞的系統(tǒng)又叫數(shù)字控制系統(tǒng)。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型3.按照輸入量的變化規(guī)律劃分1）恒值系統(tǒng)（或自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)）

特點(diǎn)：輸入量是恒定不變。如恒溫、恒壓、恒速等。2）程序控制系統(tǒng)（或過程控制系統(tǒng)）特點(diǎn)：輸入信號(hào)是一個(gè)已知的函數(shù)。系統(tǒng)的控制過程按預(yù)定的程序進(jìn)行，要求被控量能迅速準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入，如化工中的壓力、溫度、流量控制、數(shù)控機(jī)床，電梯等。恒值控制系統(tǒng)可看成輸入等于常值的過程控制系統(tǒng)。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型3）隨動(dòng)系統(tǒng)（或稱伺服系統(tǒng)）

特點(diǎn)：輸入信號(hào)是一個(gè)未知函數(shù)。要求控制系統(tǒng)的輸出量跟隨輸入信號(hào)變化。如：火炮自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、配鑰匙等該系統(tǒng)要求有較好的跟蹤能力。三系統(tǒng)具有共同特征：即輸出跟隨輸入。這是控制系統(tǒng)的本質(zhì)特征。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型火炮自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)——“火炮打飛機(jī)”2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度來劃分：

開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。從系統(tǒng)輸入輸出量的個(gè)數(shù)來劃分:

SISO系統(tǒng)和MIMO系統(tǒng)。從控制目的角度來劃分：

溫度控制系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)等。1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)類型2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)

穩(wěn)（穩(wěn)定性）、快（快速性）、準(zhǔn)（準(zhǔn)確性）

“穩(wěn)”與“快”描述系統(tǒng)的暫態(tài)（過渡過程）品質(zhì)?！皽?zhǔn)”描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）品質(zhì)。

對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求暫態(tài)（動(dòng)態(tài)）過程：被控量處于變化狀態(tài)的過程。（系統(tǒng)的過渡過程產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)中儲(chǔ)能元件的能量不可能突變。）穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）過程：被控量處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)

當(dāng)擾動(dòng)作用（或給定值發(fā)生變化）時(shí)，輸出量將偏離原來的穩(wěn)態(tài)值，這時(shí)由于反饋的作用，通過系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可能回到或接近原來的穩(wěn)態(tài)值（或跟隨給定值）穩(wěn)定下來（如圖a），稱這樣的系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng)，反之，不穩(wěn)定系統(tǒng)的輸出（如圖b）。穩(wěn)定性是保證控制系統(tǒng)正常工作的必備條件。穩(wěn)定性，通常由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定與外界因素?zé)o關(guān)。1.穩(wěn)-----穩(wěn)定性，平穩(wěn)性2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)2.快----快速性，暫態(tài)性能指標(biāo)

即指過渡過程的快速性。對(duì)過渡過程的形式和快慢提出要求，一般稱為暫態(tài)（或動(dòng)態(tài)）性能。

最大超調(diào)量調(diào)整時(shí)間2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)3.準(zhǔn)------準(zhǔn)確性，穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)

用穩(wěn)態(tài)誤差表示。過渡過程結(jié)束后，系統(tǒng)的實(shí)際輸出與期望輸出之差即為穩(wěn)態(tài)誤差。顯然，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—跟蹤能力，對(duì)擾動(dòng)的抑制能力越強(qiáng)。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有差系統(tǒng)（圖a）若穩(wěn)態(tài)誤差不為零，則系統(tǒng)稱為有差系統(tǒng)。無差系統(tǒng)（圖b）

若穩(wěn)態(tài)誤差為零，則系統(tǒng)稱為無差系統(tǒng)。(a)(b)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)例８：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，試分析該系統(tǒng)是有差還是誤差的。2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)2023年2月6日第一章

自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念小結(jié)1.開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好，但不能自動(dòng)補(bǔ)償擾動(dòng)對(duì)輸出