自動控制原理-貴州電子信息職業(yè)技術學院

1、2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1,自動控制原理 Principles of Automatic Control,主講人：朱高偉,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,電氣自動化專業(yè)特點1、強弱電結合2、電工技術與電子技術相結合3、軟件硬件相結合4、電力、電子、控制、計算機多學科綜合的“寬口徑”專業(yè),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,電氣自

2、動化專業(yè)就業(yè)方向1、電力系統(tǒng) 高電壓設備的設計、開發(fā)、生產(chǎn)、管理、運行、維護 輸變電工程師、注冊電氣工程師 2、電氣技術方向 電氣測量、控制技術、控制領域裝置與系統(tǒng)的開發(fā)與設計工作。3、應用電子方向,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,電氣自動化專業(yè)具體的就業(yè)方向1、電廠（包括各個公司，工廠的配電室）2、軟件開發(fā)（特別是單片機或EDA等）3、PLC（大體是工控方向，搭

3、建操作平臺等）4、各個礦山，或金屬冶煉場所（進行自動化設備的維護，操作等）5、去學校當老師6、做銷售工作（賣自己專業(yè)相關的東西）7、公務員（每個專業(yè)都可以）8、xxx研究所9、產(chǎn)品設計，硬件電路設計 10、自主創(chuàng)業(yè)（有了一定了經(jīng)濟和經(jīng)驗積累）,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,電氣自動化專業(yè)要求1、學好書本知識多關注業(yè)界資訊，相關行業(yè)，專業(yè)論壇2、加強動手能力二手市場、電子市場，

4、淘，組裝，DIY,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,電力電氣領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)、電氣設備制造公司、電力設計院、電力規(guī)劃院、電力建設、電力科研開發(fā)等部門五大國有發(fā)電集團：中國華能集團、中國大唐集團、中國華電集團、中國國電集團、中國電力投資集團兩大電網(wǎng)公司：國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司電氣設備制造企業(yè)：上海電氣電站、新疆特變電工等外企：SIEMENS、ABB、S

5、CHNEIDER、AREVA、VESTAS等,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,課程基本信息適用專業(yè) ：電氣自動化、測控技術及儀器 /電子信息工程、通信工程 課程性質 ：技術基礎課 課程類型 ：必修課 學 時 ：講課學時 （56/4）,為什么要選電氣自動化專業(yè)？,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,課程的主要內容第

6、1章 自動控制系統(tǒng)的基本概念(4)第2章 拉普拉斯變換及其應用（4）第3章 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型(10)第4章 自動控制系統(tǒng)的時域分析(14)第5章 自動控制系統(tǒng)的頻域分析（14）第6章 控制系統(tǒng)的校正及綜合(10),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,自動控制是一門技術學科，從方法論的度來研究系統(tǒng)的建立、分析與設計?！蹲詣涌刂圃怼肥潜緦W科的技術基礎課。理論性強、抽象、

7、涉及數(shù)學知識多,所以上課要認真聽講。,課程的性質和特點：,考核方法：,平時30分（作業(yè)、測驗、考勤、紀律）,考試70分,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,本課程與其它課程的關系,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制原理,第一階段：古典控制理論（20世紀40～60年代） Classical Control Theory第二階段：現(xiàn)代控制理論（20世紀60～70

8、年代） Modern Control Theory第三階段：智能控制理論（20世紀70年代～ 今） Intelligent Control Theory,自動控制理論的發(fā)展歷程,控制理論是研究有關自動控制共同規(guī)律的一門科學。,基于數(shù)學模型,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,古典控制理論（20世紀40～60年代）,主要解決問題：,單輸入單輸出（SISO）

9、系統(tǒng)的控制問題。,主要方法：,以傳函為數(shù)學模型，以拉氏變換數(shù)學工具，時域分析法、根軌跡法、頻率法。,主要研究對象：,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。,Single Input Single Output,Linear Time Invariable,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,以狀態(tài)空間法為基礎，研究MI

10、MO、非線性、時變系統(tǒng)的分析和設計。,現(xiàn)代控制理論（20世紀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)學模型,研究對象：,線性定常，時變，非線性系統(tǒng)，離散系統(tǒng),主要內容：,最優(yōu)控制理論，系統(tǒng)辯識，最優(yōu)估計,主要代表人物：,卡爾曼，貝爾曼，龐科里亞金,Multi-input Multi- output,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,智能控制理論（

11、20世紀70年代～ 今）,,以人工智能為基礎,主要方法：,研究對象：,研究具有模糊性，不確定性，不完全性，隨機性的系統(tǒng)。,主要內容：,,專家系統(tǒng)，模糊控制，學習控制….,以人工智能為基礎研究具有模糊性、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。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,15,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,電氣自動化教研室 朱高偉,2024年3月3日,第一章 自

12、動控制系統(tǒng)的基本概念,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,主要內容開環(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)自動控制系統(tǒng)的類型自動控制系統(tǒng)的性能指標小結,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,學習重點了解自動控制系統(tǒng)的基本結構和特點及其工作原理； 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；學會分析自動控制系統(tǒng)的類型及本質

13、特征。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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),自動控制自動控制是在沒有人的直接干預下，利用物理裝置對生產(chǎn)設備和工藝過程進行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定或者按照一定的規(guī)律變化。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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 自動控制,,電飯煲空調抽水馬桶自動檔汽車的駕駛全自動洗衣機軋鋼廠加熱爐溫度

14、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的音量調節(jié),。。。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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) 完成一定任務的一些元、部件的組合。自動控制系統(tǒng)為完成某一自動控制目標或控制任務所需要的所有元件、物理裝置或設備的有機組合。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,工業(yè)系統(tǒng)根據(jù)有無反饋作用可分為： 　　　　　開環(huán)控制系統(tǒng)　

15、　　　　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),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1-自耦變壓器 2-電阻爐（被控對象）,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：要求爐子的溫度恒定在期望的數(shù)值上。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,被控量（輸出量）output—

16、—系統(tǒng)要控制的物理量。被控對象 plant —— 被控量所對應的控制裝置或過程。 工業(yè)爐 擾動量 disturbance——當輸入不變時使得輸出發(fā)生 變化的 量。如：環(huán)境溫度、開門次數(shù)、電壓 波動。,給定量或控制量 （輸入量）input——決定被控量的物理量

17、。,,,,,1.1 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),專 業(yè) 術 語,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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),圖中：,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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 只有輸入量對輸出量產(chǎn)生控制作用，輸出量不參與對系統(tǒng)的控制。,開環(huán)控制是不是自動控制？,開環(huán)控制舉例！,（2）開環(huán)控制特點 輸入控制輸出（輸入量與輸出量一一對應），結構

18、簡單 輸出不參與控制（信號傳遞是單方向的） 系統(tǒng)沒有抗干擾能力，控制精度不高。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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,人的功能用一些物理裝置來實現(xiàn),反饋,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,控制目標：要求爐子的溫度恒定在期望的數(shù) 值上。

19、 控制過程：,1.1 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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,,哪個量是系統(tǒng)的輸入？,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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)控制結構示意圖 　　 1-控制器 2-控制對象 3-檢測裝置,前向通道,,,,,反向

20、通道,,,,,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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?！　》答佇盘柵c給定信號極性相反為負反饋，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),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.

21、1 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),（2）閉環(huán)（反饋）控制特點輸入控制輸出（輸入量與輸出量一一對應）輸出參與控制（信號雙方向），反饋，結構復雜 控制精度高，自動糾正偏差，具有抗干擾能力。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,Input (set point)----輸入量、給定量、設定量Output----輸出量、被控量Feedback----反饋 　　　　Disturbance----擾動量　　　　　

22、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Plant (object)----被控對象　　　　　　　　　Controller----控制器Sensor----檢測裝置、傳感器Desired　Output ----理想輸出，期望輸出Ａctual Output----實際輸出,1.1 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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

23、結構（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)行機構；6-被控對象；7-檢測裝置,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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，并將其轉換為與給定量相同的物理量。如果這個物理量是非電量，一般轉換為電量。例如：①　測速發(fā)電機是用于檢測電動機軸的速度并轉換為電　　壓；②　自整角

24、機等是用于檢測角度并轉換為電壓；③ 　熱電偶是用于檢測溫度并轉換為電壓等。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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應的系統(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際值與給定環(huán)節(jié)給出的設定值進行比較，確定兩者之間的偏差量。如：差動放大器、機械差動裝置和電橋。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.2

25、 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)給出的偏差進行放大，用來推動執(zhí)行元件去控制被控對象。如：電壓偏差信號，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 。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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)行機構直接推動被控對象，使其被控量發(fā)生變化 ，達到所要求的數(shù)值。一般由傳動裝置和調節(jié)機構組成。如：閥、電動機、液壓馬達等。,（６）被

26、控對象 　　要進行控制的設備或過程。電爐，電機。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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)（補償 環(huán)節(jié)）　　其結構或參數(shù)便于調整，按某種規(guī)律對偏差信號進行運算，作用于執(zhí)行機構，以改善系統(tǒng)性能?！　∽詈唵蔚男Ｕ怯呻娮?、電容組成的無源或有源網(wǎng)絡，復雜的則用電子計算機。 　　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。,2024年3月3

27、日,第一章 自動控制系統(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)的結構（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)行機構；6-被控對象；7-檢測裝置,,要求精度要高,,,控制器,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,1.按照組成系統(tǒng)元件的輸入輸出特性劃分,

28、1）線性系統(tǒng) linear system,特點：a.系統(tǒng)由線性元件構成，系統(tǒng)的運動規(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數(shù)都是一次的，并且各系數(shù)與輸入量無關。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(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),則稱為線性時變系統(tǒng)。,齊次性,疊加原理,1.3 自動控制

29、系統(tǒng)類型,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,2）非線性系統(tǒng) nolinear system,在構成系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中有一個或一個以上的 非線性環(huán)節(jié)時，則稱此系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)。特點：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.,2024年3

30、月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,理想飽和特性,理想繼電特性,死區(qū)特性,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,2.按照系統(tǒng)傳遞信號的性質劃分1）連續(xù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)特點：系統(tǒng)各部分信號都是模擬的連續(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：系統(tǒng)的一處或幾處，信號是以脈沖序列或數(shù)碼的形式傳遞

31、。其中離散信號以脈沖形式傳遞的系統(tǒng)又叫脈沖控制系統(tǒng)，離散信號以數(shù)碼形式傳遞的系統(tǒng)又叫數(shù)字控制系統(tǒng)。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,3.按照輸入量的變化規(guī)律劃分1）恒值系統(tǒng)（或自動調節(jié)系統(tǒng)） 特點：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：輸入信號是一個已知的函數(shù)。系統(tǒng)

32、的控制過程按預定的程序進行，要求被控量能迅速準確地復現(xiàn)輸入，如化工中的壓力、溫度、流量控制、數(shù)控機床，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)。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,3）隨動系統(tǒng)（或稱伺服系統(tǒng)） 特點：輸入信號是一個未知函數(shù)。要求控制系統(tǒng)的輸出量跟隨輸入信號變化。如：火炮自動跟蹤系統(tǒng)、配鑰匙等 該系統(tǒng)要求有較好的跟蹤能力。,三系統(tǒng)

33、具有共同特征：即輸出跟隨輸入。這是控制系統(tǒng)的本質特征。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,火炮自動跟蹤系統(tǒng)——“火炮打飛機”,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,從系統(tǒng)結構角度來劃分： 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

34、。,1.3 自動控制系統(tǒng)類型,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標,穩(wěn)（穩(wěn)定性）、快（快速性）、準（準確性） 　　“穩(wěn)”與“快”描述系統(tǒng)的暫態(tài)（過渡過程）品質。 “準”描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）品質。,對自動控制系統(tǒng)的基本要求,暫態(tài)（動態(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

35、對穩(wěn)定的狀態(tài)。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標,當擾動作用（或給定值發(fā)生變化）時，輸出量將偏離原來的穩(wěn)態(tài)值，這時由于反饋的作用，通過系統(tǒng)內部的自動調節(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)的結構決定與外界因素無關。,1. 穩(wěn)-----穩(wěn)定性

36、，平穩(wěn)性,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標,2. 快----快速性，暫態(tài)性能指標　即指過渡過程的快速性。對過渡過程的形式和快慢提出要求，一般稱為暫態(tài)（或動態(tài)）性能。,,,最大超調量調整時間,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標,3.準------準確性，穩(wěn)態(tài)性能指標 　　　用穩(wěn)態(tài)誤差表示。過渡過程結束后，系統(tǒng)的

37、實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，對擾動的抑制能力越強。,,,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標,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),2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.4 自動控制系統(tǒng)的

38、性能指標,例８：閉環(huán)調速系統(tǒng)，試分析該系統(tǒng)是有差還是誤差的。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,1.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,小 結,1. 開環(huán)控制系統(tǒng)結構簡單、穩(wěn)定性好，但不能自動補償擾動對輸出量的影響（即抗干擾能力差或魯棒性差）。當系統(tǒng)擾動量產(chǎn)生的偏差可以預先進行補償或影響不大時，采用開環(huán)控制是有利的?！?當擾動量無法預計或控制系統(tǒng)的精度達不到預期要

39、求時，則應采用閉環(huán)控制。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,小 結,2. 閉環(huán)控制系統(tǒng)具有反饋環(huán)節(jié)，它能依靠反饋環(huán)節(jié)進行自動調節(jié)，以克服擾動對系統(tǒng)的影響。閉環(huán)控制極大地提高了系統(tǒng)的精度。但是閉環(huán)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，需要重視并加以解決。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,3. 自動控制系統(tǒng)通常由給定環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、放大元件、被控對象、和等部件組成。系統(tǒng)的作用量和被控量有：給定量、反饋量、擾動

40、量、輸出量和各中間變量。,小 結,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,4. 結構圖（又簡稱框圖）可直觀地表達系統(tǒng)各環(huán)節(jié)（或各部件）間因果關系，可以表達各種作用量和中間變量的作用點和信號傳遞情況以及它們對輸出量的影響。,小 結,要求同學對于給定的物理系統(tǒng)會分析其控制的過程和原理，還要會畫出系統(tǒng)相應的結構圖。,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,5.在不同輸入量作用下，對系統(tǒng)的輸出量的要求，揭示出反饋控

41、制系統(tǒng)的本質特征：輸出跟隨輸入。 6.對自動控制系統(tǒng)的性能指標要求有： 　穩(wěn)定性——系統(tǒng)能工作的首要條件；　快速性——用系統(tǒng)在暫態(tài)過程中的響應　　　　　　　　速度和被控量的波動程度描　　　　　　　述； 　準確性——用穩(wěn)態(tài)誤差來衡量。,小 結,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,作業(yè),1-4，1-6，1-8,2024年3月3日,第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,END,第1章 自動控制系統(tǒng)的基本概念,2024