自动控制原理.ppt

4 对自动控制系统的基本要求
1 自动控制的基本原理与方式
2 自动控制系统示例
3 自动控制系统的分类
第一章自动控制的一般概念
自动控制的一般概念>>自动控制的基本原理与方式
所谓自动控制,是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器、设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控量)自动地按照预定的规律运行。
自动控制技术及其应用
自动控制的一般概念>>自动控制的基本原理与方式
18世纪,James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心调节器,
是自动控制领域的第一项重大成果。
1922年,Minorsky研制出船舶操纵自动控制器,并证明了从
系统的微分方程确定系统的稳定性的方法。
1932年,Nyquist提出了一种根据系统的开环频率响应(对稳
态正弦输入),确定闭环系统稳定性的方法。
1934年,Hezen提出了用于位置控制系统的伺服机构的概念,
讨论了可以精确跟踪变化的输入信号的机电伺服机构。
历史回顾
自动控制的一般概念>>自动控制的基本原理与方式
20世纪40年代,频率响应法为闭环控制系统提供了一种可
行方法,Evans提出并完善了根轨迹法。
20世纪50年代末,控制系统设计问题的重点从设计许多可
行系统中的一种系统,转到设计在某种意义上的最佳系统。
20世纪60年代,数字计算机的出现为复杂系统的基于时域分
析的现代控制理论提供了可能。
从1960年到1980,确定性系统、随机系统的最佳控制,及复
杂系统的自适应和学习控制,都得到充分的研究。
从1980年到现在,现代控制理论进展集中于鲁棒控制、H∞
控制及其相关课题。
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古典控制理论
以传递函数为基础研究单输入-单输出一类定常控制系统的分析与设计问题。这些理论由于其发展较早,现已臻成熟。
现代控制理论
以状态空间法为基础,研究多输入-多输出、时变、非线性一类控制系统的分析与设计问题。系统具有高精度和高效能的特点。
自动控制理论
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经典控制理论
现代控制理论
研究对象
线性定常系统
(单输入、单输出)
线性、非线性、定常、
时变系统
(多输入、多输出)
描述方法
传递函数
(输入、输出描述)
向量空间
(状态空间描述)
研究办法
根轨迹法和频率法
状态空间法
研究目标
系统分析及给定输入、输出情况下的系统综合
揭示系统的内在规律,实现在一定意义下的最优控制与设计
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本课程与其它课程的关系:
自动控制理论
电路理论
电机与拖动
大学物理
信号与系统
复变函数
拉氏变换
模拟电子技术
线性代数
微积分
各类
专业课
线性系统
现代控
制理论
反馈控制原理
定义:反馈控制是这样一种控制过程,它能够在存在扰动的情况下,力图减小系统的输出量与参考输入量(也称参据量)(或者任意变化的希望的状态)之间的偏差,而且其工作正是基于这一偏差基础之上的。
反馈控制系统是一种能对输出量与参考输入量进行比较,并力图保持两者之间的既定关系的系统,它利用输出量与输入量的偏差来进行控制。
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图1-1 热力系统的人工反馈控制
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图1-2 热力系统的自动反馈控制