石群自动控制原理(第1章)

石群自动控制原理(第1章) 第一章第一章自动控制的一般概念自动控制的一般概念 1-1 自动控制的基本原理与方式 1-2 自动控制系统示例 1-3 自动控制系统的分类 1-4 对自动控制系统的基本要求 1-5 自动控制系统的分析与设计工具 1-1 自动控制的基本原理与方式 ¾无人直接参与 ¾机器、设备或生产过程的工作状态或参数 ¾自动实现某种规律运行 ¾经典控制：单输入、单输出 ¾现代控制：多输入、多输出 ¾反馈（控制思想的精髓，知己知彼） 9数控车床按照规定程序自动地切削工件； 9化学反应炉自动地维持温度或压力的恒...

第一章第一章自动控制的一般概念自动控制的一般概念 1-1 自动控制的基本原理与方式 1-2 自动控制系统示例 1-3 自动控制系统的分类 1-4 对自动控制系统的基本要求 1-5 自动控制系统的分析与设计工具 1-1 自动控制的基本原理与方式 ¾无人直接参与 ¾机器、设备或生产过程的工作状态或参数 ¾自动实现某种规律运行 ¾经典控制：单输入、单输出 ¾现代控制：多输入、多输出 ¾反馈（控制思想的精髓，知己知彼） 9数控车床按照规定程序自动地切削工件； 9化学反应炉自动地维持温度或压力的恒定； 9导弹发射和制导系统自动地把导弹引向敌方目标； 9人造地球卫星准确地进入预定轨道并回收 …… • 反馈控制又称为闭环控制 • 测量元件 • 给定元件 • 比较元件 • 放大元件 • 执行元件 • 校正元件基本控制方式基本控制方式反馈控制系统（闭环控制系统）开环控制系统（按给定控制、按扰动控制）复合控制系统常用术语常用术语 • 控制系统（Control system） • 参考输入、给定输入、希望输入（Desired Input） • 偏差信号（Error signal） • 控制器（Controller） • 控制量，也称操作量（Control signal） • 控制对象（Control plant） • 扰动（Interaction） • 系统输出，也称被控量（System output）复合控制系统复合控制系统偏差偏差扰动扰动 1-2 自动控制系统示例函数记录仪原理图函数记录仪方框图飞机自动驾驶仪系统原理图给定电位器反馈电位器给定装置放大器舵机飞机反馈电位器垂直陀螺仪 θ0 θc 扰动飞机自动驾驶仪系统方框图电阻炉温度微机控制系统锅炉液位控制系统原理图锅炉液位控制系统方框图 1-3 自动控制系统的分类线性定常连续系统包括： ¾恒值控制系统 ¾随动系统，包括伺服系统 ¾程序控制系统 Administrator 箭头 Administrator 打字机 r c Administrator 箭头 Administrator 箭头 Administrator 箭头 Administrator 打字机（）3 Administrator 箭头 Administrator 箭头 Administrator 打字机 rc Administrator 箭头 Administrator 箭头 Administrator 打字机 r'c' 本页已使用福昕阅读器进行编辑。福昕软件(C)2005-2009，版权所有，仅供试用。ഀ （2）线性定常离散控制系统（m≤n） r：输入采样序列。 c：输出采样序列总结总结：（1）、（2）线性系统具有齐次性、叠加性。（3）非线性控制系统（系数与变量有关） )()1()1()( )()1()1()( 110 110 krbkrbmkrbmkrb kcakcankcankca mm nn ++++−+++= ++++−+++ − − " " )()()()()( 22 2 trty dt tdyty dt tyd =++ 1-4 对自动控制系统的基本要求 9稳定性由系统结构决定。 9快速性动态（暂态）特性。 9准确性静态（稳态）特性。典型外作用（信号）典型外作用（信号）（1）阶跃信号（2）斜坡信号（3）脉冲信号（4）正弦信号回顾：回顾：（1）阶跃响应（2）冲激响应（3）正弦响应（4）八一拆分 1-5 自动控制系统的分析与设计工具 9Matlab ¾草稿纸式编程语言 ¾良好的人机界面 ¾结论可做一定等级的理论论据 ¾Simulink工具箱第一章第一章作业作业 1.思考题（1-1）讨论液位自动控制系统原理图，方框图 2.判断系统类型（1-10）液位自动控制系统控制器减速器电动机电位器浮子用水开关 Q2 Q1 c if SM 1.思考题原理图、方框图（1-1）浮子杠杆电位器伺服电动机与减速器阀门水箱给定液位实际液位1Q 2Q 2.判断系统类型（1-10）r入、c出 2 2 2 )()(5)( dt trdttrtc ++= 非线性时变系统 )()(8)(6)(3)( 2 2 3 3 trtc dt tdc dt tcd dt tcd =+++ 线性定常系统 dt tdrtrtc dt tdct )(3)()()( +=+ 线性时变系统 5cos)()( += ttrtc ω 非线性时变系统 ∫ ∞−++= t drdttdrtrtc ττ )(5)(6)(3)( )()( 2 trtc = ⎩⎨ ⎧ ≥ <= 6)( 60 )( ttr t tc 线性定常系统非线性定常系统线性延迟系统飞机自动驾驶仪系统原理图液位自动控制系统

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