第一章自動(dòng)控制原理緒論

華南理工大學(xué)自動(dòng)化科學(xué)與工程學(xué)院《自動(dòng)控制原理》電子課件

2013年8月版本3.0

第一章緒論

2013年8月版本3.0

華南理工大學(xué)自動(dòng)化科學(xué)與工程學(xué)院高等數(shù)學(xué)積分變換自動(dòng)控制理論現(xiàn)代控制理論其它專業(yè)課程

1、專業(yè)基礎(chǔ)課，自動(dòng)化專業(yè)承上啟下的課程

2、理論實(shí)踐相結(jié)合理論性非常強(qiáng)，概念多，內(nèi)容多，抽象；實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合。能為解決實(shí)際控制問題提供理論和方法自動(dòng)控制原理的課程特點(diǎn)3、自動(dòng)控制技術(shù)是應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)

電機(jī)控制、自動(dòng)化生產(chǎn)線、火炮雷達(dá)控制、家用電器、機(jī)械、冶金、石油、化工、電力電子、航空、航海、航天、核反應(yīng)堆等。1、打好基礎(chǔ)高等數(shù)學(xué)（微積分）、積分變換（拉氏變換）2、做好預(yù)習(xí)3、聽好課講課的速度較快、了解課程內(nèi)容掌握基本理論和基本方法4、做好習(xí)題應(yīng)用學(xué)到的基本理論和基本方法解決實(shí)際問題本課程學(xué)習(xí)方法自動(dòng)控制原理課程內(nèi)容自動(dòng)控制系統(tǒng)（定義見1.1節(jié)首段）Ch2：控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型Ch1：自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念和要求分析系統(tǒng)的性能Ch7:控制系統(tǒng)的校正Ch8:線性離散控制系統(tǒng)Ch9：非線性控制系統(tǒng)Ch4:時(shí)域分析Ch5:根軌跡分析Ch6:頻率特性分析Ch3：控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及特性第一章緒論1.1引言1.2自動(dòng)控制的基本原理1.3反饋控制系統(tǒng)的組成1.4控制系統(tǒng)的分類1.5控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例三則1.6控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概述1.7本書內(nèi)容安排1.8小結(jié)自動(dòng)控制在人不直接參與的情況下，利用自動(dòng)控制裝置使工作機(jī)械或生產(chǎn)過程自動(dòng)地按照預(yù)定規(guī)律運(yùn)行，或使被控量（工作機(jī)械或過程的某個(gè)物理參數(shù)）按預(yù)定的要求變化。自動(dòng)控制系統(tǒng)由自動(dòng)控制裝置與被控對(duì)象以一定結(jié)構(gòu)組成的、能完成某種控制任務(wù)的有機(jī)整體。兩個(gè)定義1.1引言刻漏：最初兩個(gè)壺,由上壺滴水到下面的受水壺,液面使浮箭升起以示刻度（即時(shí)間）(圖之右)。這里浮箭可看作是檢測(cè)元件。保持上壺的水位恒定，則是自動(dòng)調(diào)節(jié)的問題。用互相銜接的多級(jí)（3～5級(jí)）水壺解決的。蓮華漏(圖之左)由4個(gè)壺組成。平水壺向平水小壺供水，平水小壺上有溢水口，可使多余水泄入減水桶以保持水面恒定。在蓮華漏中還采用一個(gè)浮子式閥門作為自動(dòng)切斷閥。當(dāng)受水壺的水位升至滿刻度時(shí)，浮子式閥門就會(huì)自動(dòng)阻塞上級(jí)平水小壺的出水小孔，切斷水滴。1.1.1自動(dòng)控制理論發(fā)展簡(jiǎn)史遠(yuǎn)古時(shí)期的自動(dòng)裝置(來自互聯(lián)網(wǎng))1.1引言指南車采用差動(dòng)齒輪的機(jī)械原理：車?yán)锩嫜b有多個(gè)大小不同的齒輪，直行，小輪懸空；轉(zhuǎn)彎時(shí)，一邊的小輪在轅、繩、滑輪的作用下降，與車輪和大輪發(fā)生嚙合傳動(dòng)。若車子向左轉(zhuǎn)90度，左輪不動(dòng)，右輪要轉(zhuǎn)半周。與右輪相連的小齒輪也就轉(zhuǎn)半周（即轉(zhuǎn)過12個(gè)齒），經(jīng)過小平輪傳動(dòng)到大平輪，則大平輪將以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)12個(gè)齒，即1/4周（90度），仙人在和車一起左轉(zhuǎn)90度時(shí)，又由于齒輪的嚙合傳動(dòng)右轉(zhuǎn)了90度。其他運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果可以類推。仙人指向不變。(來自互聯(lián)網(wǎng))1.1引言計(jì)里鼓車，車中有一套減速齒輪系，始終與車輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，其最末一只齒輪軸在車行一里時(shí)正好回轉(zhuǎn)一周，車子上層的木人車上木人受凸輪牽動(dòng)，由繩索拉起木人右臂擊鼓一次，以示里程。這一原理與現(xiàn)代汽車上的里程表的原理相同。候風(fēng)地動(dòng)儀的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，是一根稱為“都柱”的倒立擺，其重心高于擺動(dòng)中心。在受地震橫波襲擊時(shí)，由于慣性力作用，它將倒向震源方向，從而帶動(dòng)該方向的傳動(dòng)部件，使相應(yīng)方向的龍口上額起撓，龍口中的銅丸便掉落在蟾蜍口中。

(來自互聯(lián)網(wǎng))(來自互聯(lián)網(wǎng))1.1引言古代的自動(dòng)裝置主要是基于相對(duì)直觀的“因果關(guān)系”而發(fā)明的，因而并未產(chǎn)生自動(dòng)控制理論。這與18世紀(jì)末開始逐漸發(fā)展起來的、基于反饋原理的自動(dòng)裝置有著本質(zhì)的不同。反饋使“因果關(guān)系”進(jìn)一步發(fā)展成為更加復(fù)雜的“因果-果因關(guān)系”。由于反饋形成的回路使“因果”雙向相互作用，已不再是簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系，因此，人們?yōu)樽龅街渌匀坏卦O(shè)計(jì)好基于反饋原理的自動(dòng)裝置，必須對(duì)反饋控制理論加以研究，這也是反饋控制理論發(fā)展的初始推動(dòng)力。近代控制理論的逐步形成和發(fā)展1.1引言1、用于工業(yè)過程的自動(dòng)反饋控制器-飛球調(diào)速器1769瓦特發(fā)明了飛球調(diào)速器，用來與蒸汽機(jī)的進(jìn)氣閥連接構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。2、動(dòng)態(tài)特性研究的開始：英國劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)和天文學(xué)家艾里在1829-1835系統(tǒng)研究了天文望遠(yuǎn)鏡的速度控制，根據(jù)倒立擺離心力的原理首次發(fā)現(xiàn)了反饋系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，并利用微分方程分析了這種系統(tǒng)。近代控制理論的逐步形成和發(fā)展瓦特改良的蒸汽機(jī)艾里瓦特1.1引言3、反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題的研究：1868英國物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表了“論調(diào)速器”的論文，首次論述該問題。二三階系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)。1895英國勞斯判據(jù)和德國數(shù)學(xué)家赫爾維茨的代數(shù)穩(wěn)定條件；1893李雅普諾夫基于非線性運(yùn)動(dòng)的一般運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定問題。4、反饋控制系統(tǒng)的頻率特性研究：20世紀(jì)20年代，電子管放大器以及遠(yuǎn)距離通話的實(shí)現(xiàn)，研究如何減少放大倍數(shù)增大而導(dǎo)致信號(hào)失真的問題。美國貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的工程師和科學(xué)家們逐步建立了反饋控制系統(tǒng)的頻率特性分析方法。李雅普諾夫1.1引言5、積分和微分控制的思想：1922年俄裔美國工程師米諾斯基在分析船舶駕駛控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)首次提出。6、1934年美國麻省理工的赫曾教授創(chuàng)立了伺服控制理論，首次提出軌跡跟蹤在反饋控制中的重要性；7、1936年英國工程師考倫德：溫度控制系統(tǒng)的PID控制器；8、1942年美國工程師：PID參數(shù)整定準(zhǔn)則，至今仍適用；9、二戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后10年：美國電信工程師伊萬斯給出控制系統(tǒng)的圖解分析法和根軌跡綜合法，創(chuàng)立根軌跡法的完整理論?，F(xiàn)代PID控制器1.1引言10、1948年美國數(shù)學(xué)家維納出版專著“控制論”。1956年我國科學(xué)家錢學(xué)森出版“工程控制論”。11、20世紀(jì)50年代，人造衛(wèi)星和空間技術(shù)的發(fā)展，成為自動(dòng)控制理論新的發(fā)展推動(dòng)力。極大值原理、動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論、狀態(tài)空間方法、多變量最優(yōu)控制和最優(yōu)濾波理論。12、20世紀(jì)70年代，隨著大規(guī)模集成電路數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展，推動(dòng)了控制器應(yīng)用高級(jí)控制算法的能力。13、出現(xiàn)若干控制理論分支：系統(tǒng)辨識(shí)、魯棒控制、協(xié)調(diào)控制、智能控制等等。(來自互聯(lián)網(wǎng))1.排1引言1.警1.指2控制那工程呈實(shí)踐自動(dòng)袍化的且核心己是控制丑與系懷統(tǒng)，控每制工金程實(shí)敲踐是蘇實(shí)現(xiàn)訊自動(dòng)及化的敘手段戲。自朵動(dòng)化針最早避出現(xiàn)唐在汽震車工奇業(yè)，散其初鉛始概短念是燃指在這工業(yè)豎生產(chǎn)刑（加醋工、慈制造隙等）鐵過程匆中采用叫自動(dòng)倦控制么代替別人工厘控制鴉。19項(xiàng)47年美騙國福倉特公慕司正扇式使儀用自帽動(dòng)化予一詞向，其甜含義極是指加工蠻采用拿連續(xù)拳方式，生產(chǎn)墓過程室流水耗式的揚(yáng)自動(dòng)政進(jìn)行。從20世紀(jì)70年代筍開始膊，我蒙國通朵過陸指續(xù)引父進(jìn)國蠻外成嘉套自桌動(dòng)化獅生產(chǎn)螺線，飄我國屢工業(yè)越生產(chǎn)蔬逐步廁從局部綠自動(dòng)科化，發(fā)落展成鬼今天表的全每方位漠、全懶流程堡的綜合錦自動(dòng)聚化。我國博的自輕動(dòng)化咐學(xué)術(shù)沃組織旗：中振國自員動(dòng)化糖學(xué)會(huì)奶，19躬61年成陜立，邊第一潤(rùn)屆理徐事長(zhǎng)臺(tái)錢學(xué)綠森院銳士。1.剃2.松1人工悉控制蜓與自耽動(dòng)控翼制爪人工晌控制人工著控制洽：人工春控制創(chuàng)是人蓬工操歇作實(shí)虧現(xiàn)：那測(cè)量燭、求皂誤差蕉、控吊制、再測(cè)藏量、谷再求取誤差繭、再榜控制玩的循震環(huán)過壺程。1.傘2自動(dòng)頂控制稀的基瓦本原港理1)操作究員將梁期望雖的液賺位值(即水堆位歇高度)記在蓬大腦吩中；2)操作禁員用慢眼讀夜取實(shí)許際液量位值并；3)操作慰員將嚼液位既期望丹值與漫實(shí)際昨值比攝較得緒出偏隊(duì)差值語；4)操作批員根惰據(jù)偏展差的腎大小鐮和性戴質(zhì)（異正負(fù)題性）疑，決環(huán)定如肢何通盾過用越手打貫開或宜關(guān)閉聚閥門肝的方釣式來鬼調(diào)節(jié)界經(jīng)過頑閥門舒的水演量大搭小，悼達(dá)到予維持況液位弓恒定馬的控?fù)]制目棵標(biāo)。自動(dòng)疲控制突：沒有增人直餃接參烈與，農(nóng)利用穴自動(dòng)忽控制凝裝置古，使工作耕機(jī)械標(biāo)或生秘產(chǎn)過僑程自常動(dòng)地魂按照福預(yù)定珠規(guī)律貞運(yùn)行或使某些救物理錄量按愚預(yù)定糖要求隔變化。1.歸2自動(dòng)瓜控制戲的基荒本原碑理連桿的長(zhǎng)度人的大腦記下期望液位浮子人的眼睛實(shí)際液位浮子和連桿人的大腦計(jì)算偏差杠桿機(jī)構(gòu)的另一端人的大腦和手判斷偏差大小和性質(zhì)，帶動(dòng)水閥動(dòng)作，調(diào)節(jié)水量大小自動(dòng)控制人工控制自動(dòng)桐控制倦與人仙工控愚制的杜工作清原理虹十分鞠相似1.續(xù)2自動(dòng)帽控制懲的基擦本原傭理自動(dòng)她控制宰裝置腰與人恭的器賭官對(duì)舉應(yīng)的覽、能駐完成槳相應(yīng)錯(cuò)功能爹的元嗎件有承：給定伏元件叢：能根切據(jù)液堅(jiān)位期廟望值公來調(diào)臭節(jié)連撕桿長(zhǎng)什度的孕環(huán)節(jié)填代替志人的爸大腦除記下疊液位蒜期望蠟值；測(cè)量格元件強(qiáng)：浮子彈作為汪傳感京器代器替人場(chǎng)的眼破睛測(cè)東取實(shí)吧際液噴位值宅；比較黎元件供：浮子夠和連符桿組球合代懼替人倒的大錫腦計(jì)翅算出章液位彼偏差幣值；校正輛元件：杠趴桿機(jī)寫構(gòu)代愈替人脹的大作腦對(duì)別偏差精的大藍(lán)小和撞性質(zhì)燃作出瓶判斷未（作霉為決根策機(jī)芒構(gòu)作蘆出如議何校猛正的叢決定磁）；執(zhí)行包元件顯：帶動(dòng)擁進(jìn)水畢閥代類替人伯手打團(tuán)開或飽關(guān)閉申閥門視調(diào)節(jié)怒經(jīng)過弱閥門糊的水?dāng)z量大零小。由此吃可見撫，組秤成自掏動(dòng)控燭制裝刻置的煮元件防一般窩應(yīng)包查括：給定駁元件昆，測(cè)關(guān)量元蜘件，腰比較列元件廟，校倒正元爺件和即執(zhí)行嶼元件毒，而上譯述液位配自動(dòng)卵控制蔬系統(tǒng)就是吐由這破些元夢(mèng)件和塑被控援對(duì)象受（水葡池）曲組成殼的有岸機(jī)整格體。1.民2自動(dòng)慌控制暈的基陪本原久理假設(shè)稼水池幕液位脫處于佳期望靠值。以用紗戶用歐水量恰突然教增加芳為例黃，圖1-挨2所示鋸的簡(jiǎn)炸單液貫位自黑動(dòng)控磨制系妙統(tǒng)的簡(jiǎn)工作哈過程塑如下嬸：當(dāng)用薯戶用艇水量羅突然眼增加金，出蜓水量票增加每到一覽個(gè)新被值，岸此時(shí)任水池腔液位榨下降太導(dǎo)致數(shù)浮子剛下降加，浮主子、賣連桿嘴與杠講桿機(jī)前構(gòu)測(cè)矮出液規(guī)位期劍望值漠與實(shí)寒際值符之間擔(dān)的偏劣差值禁，然躬后由腎杠桿穩(wěn)機(jī)構(gòu)熄帶動(dòng)率進(jìn)水服閥打匪開閥章門增津大進(jìn)遼水量孝。由于新的容出水逝量增衣加了，為扔了使絹進(jìn)水部量與雜出水讓量相膨等，滑浮子況必須屬維持按在比意液位綠期望肆值更總低的場(chǎng)位置牢，只有新通過暮使實(shí)報(bào)際液雅位值舊低于蘆期望芒值形堪成的鵝落差披才能茶使杠蹦桿機(jī)土構(gòu)帶粱動(dòng)進(jìn)呼水閥青維持犁閥門鄙在新驅(qū)的開可度，注以便款增加碰進(jìn)水毒量達(dá)帳到進(jìn)貨水與狹出水考的新貌平衡萬?？上撼`怠差的激液位爹自動(dòng)斯控制逗系統(tǒng)工作蹦原理潛如下尋：（1）用剖電位緣瑞器和結(jié)杠桿謠機(jī)構(gòu)村記下飼液位絹期望晶值的丸電位招器給栗定值確（電田位器篇中點(diǎn)奴）；（2）浮肝子作逝為傳目感器重測(cè)量漂實(shí)際及液位討；（3）電傾位器蹲和杠非桿機(jī)御構(gòu)計(jì)止算出依電位純器上巧對(duì)應(yīng)庫于期營望值嚼的給扭定值蒼與對(duì)攻應(yīng)于貌實(shí)際政值的煎測(cè)量墊值之景間的帆偏差鼻值（添電壓互值）達(dá)；（4）放事大器萬與電狐動(dòng)機(jī)輛組成證的校定正環(huán)聾節(jié)對(duì)萍偏差羽的大洽小和鉤性質(zhì)菠進(jìn)行副判斷憤，并敗據(jù)此奏決定炸電動(dòng)蜂機(jī)如嘗何轉(zhuǎn)秋動(dòng)帶嘴動(dòng)閥蜻門（板打開挽或關(guān)叛閉閥繞門）退去調(diào)堪節(jié)水法量的隱大小句。（5）只辟要電喊位器雁和杠拖桿機(jī)蒙構(gòu)比車較所惡得的需偏差踢不為小零，倒則放著大器何與電撤動(dòng)機(jī)迅組成輔的校拖正環(huán)滔節(jié)連恢續(xù)不礎(chǔ)斷地華產(chǎn)生亦控制應(yīng)作用稱，即欺進(jìn)一妻步打感開或牌關(guān)閉鉗閥門禿，甚陶至使鏟閥門雜達(dá)到疫全開鎮(zhèn)或全灰閉狀促態(tài)，鞏使液壺位上辟升或頃下降身，直膽到液堆位恢乳復(fù)到醒期望胸值為啦止。1.旅2自動(dòng)凳控制粘的基踐本原寸理1.宴2自動(dòng)挺控制洗的基圍本原博理1.緊2.銜2開環(huán)今控制胖與閉約環(huán)控盡制開環(huán)滲控制待系統(tǒng)朝：系統(tǒng)弄的輸炭入與禁輸出分之間漸只有改前向各的信目號(hào)傳記遞，贊而沒弓有反江向的拼信號(hào)憂回傳決。缺點(diǎn)：開癢環(huán)控?fù)?dān)制系柜統(tǒng)的累控制膝精度青和抑散制干輪擾能鞭力較窗差。Mc恒定蠢：ur,ua,nur,ua,nur恒定叔：Mc,nMc,n1.生2自動(dòng)沃控制蜓的基虎本原罪理反饋：系害統(tǒng)從綢輸出寫到輸死入的筆反向報(bào)信息目傳遞乞，這滴種反匯向信剛息傳徹遞稱宜為反胞饋。閉環(huán)乏控制企系統(tǒng)：具振有反耽饋的熟系統(tǒng)兵因信蔥息在刺系統(tǒng)烤內(nèi)的狗傳遞暖形成領(lǐng)了閉裁合環(huán)彼路，市稱為熱閉環(huán)把系統(tǒng)林。Mc恒定袋：ur,訓(xùn)ueu1ua,n,誤uf,問ue,u1ua,nur恒定椅：Mc,nuf,云ue,u1ua,n開環(huán)甘：?jiǎn)蜗蛘刂铺m，輸趙入和受輸出濕間沒濤有聯(lián)前系，村系統(tǒng)寺輸入抖與輸飼出間輪沒有逢反饋安回路梢。但股受外歇界干烈擾小友時(shí)，雅仍被脖大量凝使用棒。閉環(huán)排：將輸綢出量齊返回夢(mèng)到輸行入端梅，形汁成偏駁差，火基于顯偏差據(jù)產(chǎn)生后控制里以減宜少或獻(xiàn)消除骨偏差掙。相耀對(duì)來扮看，獻(xiàn)結(jié)構(gòu)忽復(fù)雜宮、成匙本增輕加、甩存在杏穩(wěn)定牧性問放題，階但具有奴開環(huán)獵控制姥無法門替代響的自勾動(dòng)糾涉偏功績(jī)能和朵較高喉控制鏟精度伶。1.詳2自動(dòng)扮控制胞的基不本原左理1.皺2自動(dòng)績(jī)控制嶺的基貍本原擔(dān)理1.傍2.褲3對(duì)反雞饋控寧制系畢統(tǒng)的頭基本脊要求1．穩(wěn)壤定性穩(wěn)定藝性是湖指系將統(tǒng)受功擾動(dòng)圈后重漆新恢裝復(fù)平挎衡的頌?zāi)芰?。不穩(wěn)棟定的鹽系統(tǒng)昆一旦斜失去微平衡券就無巖法重雄新恢剃復(fù)，姜由于寺實(shí)際倦應(yīng)用溉中擾汽動(dòng)是旺不可婦避免賭的，鉤因此粱不穩(wěn)院定的醉系統(tǒng)助無法桃正常荷運(yùn)行悅。穩(wěn)定熟衰減竭過程臨界惜穩(wěn)定錫（也削稱為弄臨界誦不穩(wěn)蓬定）鋤振蕩弟過程不穩(wěn)境定發(fā)史散過藝程1.顏2自動(dòng)沸控制精的基妹本原馳理2．快匠速性快速啟性主劇要是失用時(shí)徑間衡博量一幅個(gè)穩(wěn)慎定的托系統(tǒng)允對(duì)平鍬衡狀罩態(tài)的鐵恢復(fù)刪或跟比隨的斬速度關(guān)。影響犁系統(tǒng)鴨平衡炒狀態(tài)釘?shù)囊蛴∷兀簲_動(dòng)尋使系怒統(tǒng)偏番離平怎衡，因控描制任屋務(wù)的翁需要犬而改近變系政統(tǒng)的悼平衡土狀態(tài)睛。過渡以過程圖越短英，說膨明系孤統(tǒng)恢舍復(fù)平贈(zèng)衡或嫁跟隨廊新的歷平衡皂狀態(tài)魄的能圣力越布強(qiáng)，卸快速步性就盯越好輔。3．準(zhǔn)百確性過渡彩過程跡結(jié)束壘后系冬統(tǒng)就賺進(jìn)入拍穩(wěn)態(tài)臥，此爸時(shí)系統(tǒng)爹輸出臥量的反期望敲值與難實(shí)際病值之濕差稱野為穩(wěn)互態(tài)誤貸差。穩(wěn)態(tài)包誤差齊越小餅，控后制系聽統(tǒng)的掩穩(wěn)態(tài)劍精度通越高儲(chǔ)。無差夕系統(tǒng)、有差籮系統(tǒng)。1.縣2自動(dòng)賀控制風(fēng)的基閥本原扎理上述穩(wěn)定拖性、箱快速停性和荷準(zhǔn)確味性三拆個(gè)方蠶面往虧往是馳相互滔制約翁的。穩(wěn)個(gè)定裕冷度過清大可饒能引趕起系陡統(tǒng)的名快速緊性變問差、飼過渡印過程親變長(zhǎng)辭；而牲單純喇追求床快速丈性，戒則可帆能加犯劇振小蕩，逆甚至活引起閉不穩(wěn)亦定。1.成3反饋扯控制時(shí)系統(tǒng)遮的組北成1.煙3.災(zāi)1按構(gòu)六成系需統(tǒng)的崇基本菠元件剃劃分測(cè)量皇元件：測(cè)佛量系鏈統(tǒng)的辣輸出塌量，龜量綱鵲轉(zhuǎn)換主。如：肝熱電藝偶、天各種蝦傳感昨器，懶對(duì)輸訂出信框號(hào)進(jìn)曲行測(cè)掘量。比較腦元件：形聽成參斧考輸艙入信裹號(hào)與脈測(cè)量瓶反饋推信號(hào)更的偏款差。如：餃反向竭放大轎器、夸中位鑒器連晨接電寨路等暖。放大在元件：對(duì)族信號(hào)蠢進(jìn)行創(chuàng)線性靈放大雜或提寒供功浴率放皂大。于多級(jí)河放大嗚。如：薦電壓灰放大大器等群。1.賭3反饋紙控制巾系統(tǒng)辭的組宋成校正欄元件：基立于偏鋒差信采號(hào)按端一定平函數(shù)察規(guī)律宇產(chǎn)生晃供執(zhí)駝行元含件執(zhí)斃行的控制花命令身對(duì)系挨統(tǒng)進(jìn)安行校噴正以辱改善衡系統(tǒng)申的動(dòng)枝態(tài)和幸靜態(tài)她性能如：躬由放鳴大器邀、電季阻、搬電容錯(cuò)組成育的具宜有預(yù)肅定傳墊遞函邊數(shù)的減電路泳。執(zhí)行叢元件：也撓稱執(zhí)續(xù)行器軌。用汪來執(zhí)曬行校剛正元急件產(chǎn)善生的線控制篩命令并，以柿便使蜜被控盆對(duì)象秋的輸漆出按華期望暈值變終化。如：術(shù)直流曉伺服央電動(dòng)漁機(jī)、般交流趙伺服床電動(dòng)腰機(jī)、窩氣缸稻、液摸壓缸傘等。被控校對(duì)象：也怖稱受床控對(duì)渣象，嚇簡(jiǎn)稱月對(duì)象宿。需只進(jìn)行屋控制怠的設(shè)灶備或京裝置勁的漲工作狐過程如：曠電動(dòng)糠機(jī)的罰控制獻(xiàn)，或株反應(yīng)成器、乞傳熱稍過程讀、燃澡燒過蠶程的遭控制他等。1.認(rèn)3反饋抱控制極系統(tǒng)粉的組甘成1.蕩3.淋2按系檢統(tǒng)內(nèi)冶部基竹本功眾能環(huán)償節(jié)劃采分傳感刪器：功拍能是蝦感受黑被測(cè)呢量并壁按照盛一定布的規(guī)蟲律轉(zhuǎn)貓換成始可用私的信怒號(hào)。風(fēng)當(dāng)傳商感器益的輸魂出信仇號(hào)為殖標(biāo)準(zhǔn)逢信號(hào)敲時(shí)，五則稱店其為法變送牌器。控制螺器：產(chǎn)豈生供測(cè)執(zhí)行般機(jī)構(gòu)肝執(zhí)行巨的控拖制信替號(hào)；執(zhí)行論機(jī)構(gòu)：根君據(jù)控膜制器煎發(fā)出儀的命酬令去代控制袋或調(diào)嬸節(jié)被灶控過妖程；被控員對(duì)象：描斑述系域統(tǒng)從閣控制讓變量押到被汽控變瘋量之亮間的淹被控噸過程追。廣義萄被控猶對(duì)象摔：執(zhí)行腹機(jī)構(gòu)+被控拍對(duì)象控制智變量吩：可以禿是任愉何描和述被鏡控過刃程控牛制輸理入的碰物理寶量廣義基被控嶄對(duì)象殘的控央制變族量：控制古信號(hào)洪常是妥電信溜號(hào)，啄電壓摘或電者流1.拍3反饋餅控制孕系統(tǒng)豆的組麗成1.級(jí)3.遞3若干碰常用趟術(shù)語控制齒系統(tǒng)由被啟控對(duì)巷象和砍控制萄器等唱內(nèi)部攜基本刮功能輸環(huán)節(jié)乓按一辱定的乘結(jié)構(gòu)虎方式撞聯(lián)接都，為雨完成仰某種屢控制背任務(wù)紹而組侄成的慶一個(gè)舞有機(jī)珍整體輸入物信號(hào)：系統(tǒng)掀外部泛輸入洪的信誕號(hào)，刑也稱狼輸入售量，筆如參孕考輸沖入，估外部絡(luò)干擾陵輸入譽(yù)，其村中參吼考輸忘入也吃稱為甜給定雕量（能值）亦，它酸是控噴制系莫統(tǒng)被獻(xiàn)控變歡量的餅反饋扮信號(hào)豪需保椅持或插跟隨枝的指籮令輸鉤入。輸出衡信號(hào)：系統(tǒng)驢向外買部輸調(diào)出的油信號(hào)遲，也幫稱輸雅出量跑，在狂單輸佩出系揮統(tǒng)中驢，系愚統(tǒng)的叨輸出鉗信號(hào)監(jiān)就是筋被控霉對(duì)象啄的被陸控變癥量。1.醋3反饋茶控制涼系統(tǒng)躺的組梳成擾動(dòng)累信號(hào)鍛：擾動(dòng)團(tuán)可以釣是小救的波隨動(dòng)，并也可飯以是梢大的是波動(dòng)習(xí)，擾剃動(dòng)信拴號(hào)也笛稱為賀干擾塞信號(hào)誘。擾早動(dòng)在沃系統(tǒng)扛的方烤塊圖纏中屬抵于外慕部輸肌入。反饋桿信號(hào)：指寇對(duì)被帖控變睡量測(cè)記量取席出的呀、經(jīng)忙過必要誼的量憑綱轉(zhuǎn)保換后反嶼向回笑送到松輸入身端的儲(chǔ)信號(hào)膛。偏差旺信號(hào)：指敢參考你輸入屑信號(hào)戚與反羅饋信略號(hào)之王差。誤差桐信號(hào)：指廳系統(tǒng)泰輸出慣量的尿期望鞭值與系實(shí)際麗值之灰差。選由于惜偏差拐信號(hào)繁與誤蓬差信慈號(hào)之辦間存鄉(xiāng)豐在確粗定對(duì)勾應(yīng)關(guān)島系，寺故兩占者經(jīng)笛過量攻綱換沫算是沿等價(jià)悄的。怠本書代中誤攝差信團(tuán)號(hào)采削用在卻輸入霸端的潛定義淘，因圖此，零若不還加說搜明誤賭差信過號(hào)即雪指偏匹差信宋號(hào)。1.海3反饋融控制臭系統(tǒng)孟的組經(jīng)成控制休信號(hào)：指姿控制犬器或軋者校冬正元康件的齒輸出梳信號(hào)質(zhì)，它遞是控熟制器烘或者篩校正破元件禾按一劉定控前制規(guī)扣律產(chǎn)閘生的伙控制山指令控制環(huán)變量伴：簡(jiǎn)稱傷控制橋量，阿指被罩控對(duì)縱象（燃被控震過程貍）的陽控制電輸入爭(zhēng)變量牛。被控惰變量：簡(jiǎn)電稱被臂控量匙，指上被控垂對(duì)象察輸出艦需按久控制計(jì)要求洲變化潮的物俗理量秀，在弱單輸祝出系鞏統(tǒng)中疤，也晶就是介系統(tǒng)賀得輸哲出量眉?？刂茟K通道污：控制牽變量綠通過錫被控仆對(duì)象泳（被窯控過用程）叫到控硬制系歪統(tǒng)輸涌出的豈通道姐。干擾桐通道：干噴擾信冶號(hào)通嗎過被譽(yù)控對(duì)拌象到山系統(tǒng)坡輸出蓬的通巡壽道。1.財(cái)3反饋廣控制綱系統(tǒng)得的組叉成分析批：把研翠究對(duì)醬象分洽成較桶簡(jiǎn)單趕的組碑成部礦分，播找出茄這些陽部分以的本過質(zhì)屬拘性和江彼此桃之間恩的關(guān)逃系?？刂品韵到y(tǒng)埋的分焦析是陶一種傲動(dòng)態(tài)頌分析商，即濟(jì)視研姜究對(duì)攏象為漂演化南的系景統(tǒng)。區(qū)一般亮是先飼建立餅描述親系統(tǒng)狗動(dòng)態(tài)夫特性陵的數(shù)華學(xué)模尿型，莫這樣忍系統(tǒng)出的結(jié)雖構(gòu)已蛙確定哨，而隸結(jié)構(gòu)讀參數(shù)竟或參道數(shù)范懸圍已值確定掙，然貼后采爸用數(shù)爛學(xué)工拘具作宅為主地要手獅段對(duì)挑系統(tǒng)特的動(dòng)駱態(tài)性狀能進(jìn)歸行分沙析。綜合襯：綜合乓是分庸析的休反義守詞。朱一般置地說滿，綜家合就刑是將合已有痰的關(guān)晉于研忠究對(duì)曠象各示個(gè)部絕分的賭認(rèn)識(shí)煙聯(lián)結(jié)癢起來張，形鉤成對(duì)罷研究休對(duì)象錄的統(tǒng)碰一整船體認(rèn)用識(shí)?？刂撇氏到y(tǒng)扮的綜皆合是惕指根個(gè)據(jù)一攀定任巾務(wù)，紋利用方系統(tǒng)倒分析趣的真瞧知灼襖見，命找出素能夠菜滿足錦性能賴指標(biāo)溜的控單制系龜統(tǒng)整捐體結(jié)脫構(gòu)和怪參數(shù)蛇配置爆。反饋炮控制最系統(tǒng)倦中，已當(dāng)被撕控對(duì)箏象，沙執(zhí)行錦機(jī)構(gòu)農(nóng)和傳練感器燒確定也后，睜控制憶系統(tǒng)暖的綜鋤合主揚(yáng)要是斬建立撿控制湯器數(shù)總學(xué)模耐型，盼解決警控制什器參糾數(shù)配駕置或?qū)艺邊W數(shù)優(yōu)愁化問運(yùn)題，農(nóng)以滿渴足整滾個(gè)控堡制系鴨統(tǒng)的嚇定量逗性能考指標(biāo)揀。1.宿3反饋惜控制彎系統(tǒng)飼的組蘋成校正哈：在形湊成基各本的袍控制咬系統(tǒng)魔或者因確定蠟了廣辣義控取制對(duì)蓮象和怎相應(yīng)機(jī)的傳耐感器歇數(shù)學(xué)臣模型繞之后懷，基介于經(jīng)押典控菊制理藝論所亭進(jìn)行謠的校鐵正裝直置設(shè)銳計(jì)工甩作。校正公的另途一個(gè)應(yīng)含義盲類似確控制畝一詞漆，如登：校拍正器董。設(shè)計(jì)山：指控學(xué)制系咬統(tǒng)的升設(shè)計(jì)純而非幫工程阻設(shè)計(jì)扯?？毓е葡等咏y(tǒng)的鋼設(shè)計(jì)加就是乳針對(duì)須一個(gè)子給定臨的控?fù)P制任嬸務(wù)，沒利用績(jī)控制鍋系統(tǒng)痰的分北析與防綜合侵方法堂，通際過一絹系列冒反復(fù)賭的選阻擇、筑評(píng)判光和優(yōu)殊化，床完成幟構(gòu)造桃一個(gè)辭控制壘系統(tǒng)賀的逐茅步試趨探過喉程。1.屈4自動(dòng)濱控制慚系統(tǒng)趙的分浴類1.繼4.浸1按參聽考輸紗入信偷號(hào)特久征分示類1．恒握值控際制系降統(tǒng)參考神輸入銜信號(hào)悔為恒散定值懸，控案制系派統(tǒng)的燦任務(wù)躲就是保持表某個(gè)戰(zhàn)被控盲量為偉一個(gè)刺給定算的期睛望恒受值上。膊如：鹽溫度盆、水熔位控苦制等廟。2．隨爺動(dòng)控序制系組統(tǒng)隨動(dòng)烤控制腹系統(tǒng)搜一般攻習(xí)慣治稱為唐隨動(dòng)奔系統(tǒng)端或伺慨服系姐統(tǒng)。脊此類卸系統(tǒng)儀的參考半輸入夢(mèng)信號(hào)老是預(yù)店先未公知的廢隨時(shí)巧間變?nèi)谢呐e任意取函數(shù)。隨棒動(dòng)系筐統(tǒng)的喂任務(wù)爆就是叔使系華統(tǒng)的遼被控尸量以襯一定染精度跟隨額參考給輸入瘡信號(hào)午的變羅化。蛇如：酒高射殊炮隨扯動(dòng)系筆統(tǒng)。1.所4自動(dòng)糧控制葉系統(tǒng)歸的分圍類3．程柿序控惡制系澡統(tǒng)程序楊控制所系統(tǒng)單的參溝考輸沒入信疊號(hào)是預(yù)先取設(shè)定革的函俯數(shù)曲貸線。如：惱熱處攝理爐爐溫度往的升計(jì)溫、斤保溫晉和降聽溫過泰程的應(yīng)控制道，生頭產(chǎn)過擋程中鋼的化吉學(xué)反睜?wèi)?yīng)器劈燕開停揭車過駛程中型的升累溫、縱保溫顆和降擾溫曲核線控雄制驚。溫度儲(chǔ)上升禾預(yù)定石曲線1.業(yè)4自動(dòng)蛋控制曠系統(tǒng)交的分惡類1.葵4.熄2按系澤統(tǒng)環(huán)矛節(jié)間吉信號(hào)燭傳遞滿形式材分類1．連續(xù)笨系統(tǒng)：信盜號(hào)傳畝遞均舟為時(shí)陸間的螺連續(xù)求函數(shù)2．離散管系統(tǒng)：至抄少一落個(gè)信祝號(hào)傳匙遞為鴿脈沖爺序列僅或數(shù)育字編財(cái)碼形付式3．網(wǎng)絡(luò)覽化控亡制系昆統(tǒng)：典型亭的網(wǎng)推絡(luò)化渠控制棕系統(tǒng)壇是指亡控制早器到政執(zhí)行縮慧器以川及傳渴感器榜到控賓制器聽之間北的信適號(hào)傳興遞是雪通過抗數(shù)據(jù)巖包計(jì)受算機(jī)恩網(wǎng)絡(luò)鍵來實(shí)眾現(xiàn)。采樣換過程1.緒4自動(dòng)張控制爸系統(tǒng)抬的分洽類1.晨4.障3按描消述系美統(tǒng)的教動(dòng)態(tài)決方程遵分類1．線性僅系統(tǒng)：可廣以采挺用線舊性微廉分方狗程來啟描述相的系幣統(tǒng)2．非線彈性系弓統(tǒng)：非布線性思系統(tǒng)僚中一負(fù)般均戴包含努非線碼性元獲件3．定常勝系統(tǒng)：系鋤統(tǒng)中抱不含索參數(shù)彈隨時(shí)敬間變筋化的左元件4．時(shí)變讓系統(tǒng)：系大統(tǒng)中遭含參耳數(shù)隨次時(shí)間緣瑞變化托的元挑件1.瓦5控制肥系統(tǒng)謝應(yīng)用仰實(shí)例兆三則1.蒸汽免機(jī)轉(zhuǎn)墻速調(diào)旋節(jié)系茅統(tǒng)工作澡原理翅：蒸汽吼機(jī)帶線動(dòng)負(fù)膜載轉(zhuǎn)成動(dòng)圓錐襲齒輪環(huán)減速禿帶動(dòng)泛一對(duì)字飛錘搶作水仍平旋靜轉(zhuǎn)飛旅錘通攔過鉸耕鏈帶系動(dòng)套吼筒上姥、下盤滑動(dòng)械撥動(dòng)塊杠桿猜的一借端杠孩桿另灑一端陶通過祖連桿騰調(diào)節(jié)螞供汽槳閥門型的開令度蒸汽迎機(jī)：恰蒸汽圖機(jī)的巧轉(zhuǎn)速齒保持秋在期治望值鏡附近平衡：飛適錘旋說轉(zhuǎn)，群套筒配保持秤某高畏度，障閥門屢處于偉一個(gè)符平衡清位置當(dāng)出椒現(xiàn)不未平衡洋時(shí)：負(fù)載,轉(zhuǎn)速捕，圓錐開齒輪新轉(zhuǎn)動(dòng),飛錘字速度,套筒姿位置,杠桿庭右端,蒸汽獵閥門緞，轉(zhuǎn)速蓬。負(fù)載,轉(zhuǎn)速，圓錐面齒輪綢轉(zhuǎn)動(dòng),飛錘仿速度,套筒聽位置,杠桿業(yè)右端,蒸汽炮閥門，轉(zhuǎn)速。1.怖5控制恒系統(tǒng)魯應(yīng)用位實(shí)例項(xiàng)三則2.加熱追爐溫獎(jiǎng)度控御制系蜻統(tǒng)保持滅爐溫T恒定妄：由于目擾動(dòng)僻，當(dāng)雪爐溫T，uf,ue,u1,ua,加熱追電阻雪絲電信壓,T。1.按5控制綿系統(tǒng)勺應(yīng)用奮實(shí)例恐三則3.角位遠(yuǎn)置隨仗動(dòng)系饞統(tǒng)旋轉(zhuǎn)弓負(fù)載芽的角承位置o快速如跟隨紀(jì)期望晌角位害置i:i，ur,ur-uf=ue,u1,ua,o.1.績(jī)6控制盛系統(tǒng)墻設(shè)計(jì)盒概述1.湯7本書架內(nèi)容校安排第一患部分論：反預(yù)饋控哀制系