《自动控制原理》辅导资料一

自动控制原理辅导资料一 主 题：自动控制的基本概念的辅导文章——自动控制的基本原理、控制系统的分类、对控制系统的性能要求 学习时间：2012年9月30日－10月7日 内 容： 我们这周主要学习 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 第1章自动控制的基本概念。希望通过下面的内容能使同学们加深对自动控制相关知识的理解。 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ：本章的题目名称就是“自动控制的基本概念”，所以概念定义和名词术语是本章的主要和重要内容，请同学们在理解的基础上加以记忆，本章提到的很多概念在后续章节的学习中还会有详细 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，如果通过一周的学习不能完全理解也不要着急，教学内容本身就是循序渐进的，概念并不要死记硬背，理解后在学习过程中很容易掌握，因此必须强调课后作业独立完成。 本章的学习目的和所要解决的问题 1.本章的学习目的： 1）理解自动控制系统的工作原理和基本构成。 2）掌握自动控制的各个基本概念； 3）了解控制系统的分类依据和分类方式； 2.本章要解决的问题： 在理解自动控制系统的工作原理的基础上，掌握控制系统的基本构成，明确系统各部件的工作职能。 掌握并理解与自动控制相关的各基本概念和名词术语。 了解控制系统的分类依据以及不同分类方式下的系统名称。 自动控制的一般概念（了解） 1.自动控制：是指没有人直接干预，利用控制装置使被控制对象的工作状态或被控制量按照预定的规律运行。 2.自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统，由控制器与控制对象所组成。 3.控制对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。 4.控制器：对控制对象起控制作用的控制装置总体。 5.输出量：位于控制系统输出端，并要求实现自动控制的物理量。 6.输入量：作用于控制系统输入端，并可使系统具有预定功能或预定输出的物理量。 7.扰动：破坏系统输入量和输出量之间预定规律的信号。 自动控制系统的基本原理（重点了解） 1.自动控制系统的基本工作原理：是通过测量装置随时监测被控量，并与给定值进行比较，产生偏差信号；根据控制要求对偏差进行计算和信号放大，并且产生控制量，驱动被控量维持在希望值附近。 2.偏差调节：无论是由干扰造成的，还是给定值发生变化，或是由于系统内部结构参数发生变化引起的，只要被控量与希望值出现偏差，控制系统就自行纠偏。 3.反馈控制系统：是将输出量反馈到输入端进行比较，并产生偏差信号的控制系统。 4.自动控制系统框图 图1 自动控制系统框图 1）被控对象：是控制装置所控制和操纵的对象，接受控制量并输出被控量。 2）测量装置：是把被控对象的被控量（温度、压力、流量、位移等）检测出来，并且一般需要转换成 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的电信号以便处理。 3）比较装置：是把测量信号与给定信号进行比较，求出它们之间的偏差。 4）计算装置：是根据控制要求，对偏差信号进行各种计算并形成适当的控制作用。 5）放大装置：由于经过计算处理的信号通常是标准化的弱信号，不能驱动被控制对象，所以需要被放大。 6）执行装置：产生控制量，直接推动被控对象的控制量发生变化。 7）给定值：是指人规定的并且要求系统输出量参照变化的外部指令信号。 8）被控量：是指被控制对象中某个需要被控制的物理量。 9）干扰：是由某些因素（外部和内部）引起的、对被控制量产生不利影响的信号 10）反馈通道：从被控量端（输出）到给定值端（输入）所经过的通路。 11）前向通道：从给定值端（输入）到被控量端（输出）所经过的通路。 三、控制系统的分类（了解） 1.按信号传递路径分类 1）按给定值操作的开环控制系统 2）按干扰补偿的开环控制系统 3）按偏差调节的闭环控制系统 4）复合控制系统 图2 按给定值操作的开环控制系统框图 图3 按干扰补偿的开环控制系统框图 图4 按偏差调节的闭环控制系统框图 2.按输入信号特征分类 1）恒值控制系统 2）程序控制系统 3）随动控制系统 3.按系统数学模型分类 1）线性系统 2）非线性系统 图5 线性系统的静特性 图6 非线性特性 4.按时间变量特性分类 1）连续时间系统 2）离散时间系统 5.按系统参数特性分类 1）定常系统 2）时变系统 自动控制系统还有许多其他的分类方法。作为自动控制理论的基础理论，本课程主要研究单输入单输出线性定常连续反馈控制系统。 四、对控制系统的性能要求（重点了解） 在分析和 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 自动控制系统的时候，需要有一个评价控制系统性能优劣的标准，这个标准通常用性能指标来表示。对于线性定常系统，经典控制理论所使用的性能指标主要包括三方面内容：稳定性、动态性能指标和稳态误差，根据这些性能指标，可以判别系统性能的优劣。 1.稳定系统是指当控制系统受到外部干扰后，系统的输出会偏离正常工作状态，但是当干扰消失后，系统能够恢复到原来的工作状态，系统的输出不产生如下图的增幅震荡或单调发散运动。 图7 2.动态性能指标 当系统输入信号 为阶跃函数时，其输出信号 称为阶跃响应。下图为阶跃输入信号和输出响应曲线。表征输出 在阶跃信号作用下的动态性能指标为超调量、峰值时间、上升时间、调节时间等。 图8 3.稳态误差 控制系统在稳定的情况下，希望的输出与实际的输出之差称为误差，误差的稳态分量称为稳态误差。它表示系统到达平衡状态的精度，一般用 表示。 五、本课程的学习方法 1）需要具备一定的与自动控制原理课程相关的其他课程的理论基础，包括电工学、电机控制原理等，这有助于同学们对自动控制系统的工作原理具体应用实例的理解。 2）突出重点，并注意难点的学习 重点：自动控制系统的构成；稳定性；动态性能指标；稳态误差。 难点：控制系统的工作原理；控制系统的分类。 重点和难点内容在电子课件、教科书以及本次辅导资料的前文中均可找到详细的论述，请同学们注意对重点内容的把握，对于难点内容，则以理解为目的，不做更严格要求。 六、例题解析 1. ( )是控制装置的核心，决定着控制系统性能的好坏。 A.测量装置 B.比较装置 C.计算装置 D.放大装置 答案：C 2．控制系统按照参数特性分类分为（ ）。 A.定常系统 B.连续系统 C.时变系统 D.离散系统 答案：AC 七、思考题（答案在下一周的辅导资料中） 自适应控制属于经典控制理论的研究课题？ 第1页 共5页 _1234567891.unknown _1234567893.unknown _1234567894.unknown _1234567892.unknown _1234567890.vsd 比较 计算 放大 执行 被控量 干扰 给定值 被控对象 测量