1、2022-8-6自动控制原理第1章12022-8-6自动控制原理第1章266课时 9课时 17章都讲，第章都讲，第8章不讲章不讲每章结束后，给出本章知识点每章结束后，给出本章知识点每次作业批改后，详细讲解作业每次作业批改后，详细讲解作业课程是考试课，课程是考试课，5学分。考前安排一次学分。考前安排一次答疑，不划范围和重点，不提供往年试答疑，不划范围和重点，不提供往年试卷卷2022-8-6自动控制原理第1章3听课：有不懂的地方，可随时提问，听课：有不懂的地方，可随时提问，争取当堂听懂争取当堂听懂作业：独立完成，页面清晰工整作业：独立完成，页面清晰工整复习：及时复习，归纳总结复习：及时复习，归纳总
2、结有兴趣或学有余力的同学，可充有兴趣或学有余力的同学，可充分利用课外资源：图书馆，网络分利用课外资源：图书馆，网络2022-8-6自动控制原理第1章4 占总分20%占总分80%2022-8-6自动控制原理第1章51.1 自动控制的基本概念自动控制的基本概念自动控制自动控制(Automatic control)：在没有人直接参：在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置（控制器），使与的情况下，利用自动控制装置（控制器），使生产过程或工作机械（被控对象）自动地按预先生产过程或工作机械（被控对象）自动地按预先规定的规律运行，或使它的某些物理量（被控量）规定的规律运行，或使它的某些物理量（被控量）按
3、预定的要求产生变化按预定的要求产生变化2022-8-6自动控制原理第1章6自动控制的作用自动控制的作用 提高劳动生产率和产品质量（工业生产过程）提高劳动生产率和产品质量（工业生产过程）在国防尖端技术中的作用（复杂大型设备）在国防尖端技术中的作用（复杂大型设备）实现更高层次上的人实现更高层次上的人-机交互，把人类解放出来机交互，把人类解放出来从事更富有创造性的工作从事更富有创造性的工作 在社会、经济管理中的作用在社会、经济管理中的作用 和许多学科交叉渗透，广泛吸取养分，同时也和许多学科交叉渗透，广泛吸取养分，同时也推动着其它学科的发展推动着其它学科的发展2022-8-6自动控制原理第1章7出水出
4、水阀门阀门进水进水人工控制的恒值水位系统人工控制的恒值水位系统控制过程：被控对象：被控量：水位水池控制器：人、阀门期望水位期望水位(1)将水位期望值记在大脑中眼睛眼睛实际实际水位水位(2)用眼睛测量水位实际值大脑大脑手手期望水位期望水位期望水位期望水位大脑大脑期望水位期望水位眼睛眼睛眼睛眼睛实际实际水位水位眼睛眼睛大脑大脑大脑大脑(3)用大脑比较水位期望值与实际值的大小，得到误差手手手手(4)根据误差的大小和正负，由大脑指挥手操作阀门，按减小误差的原则来调节进水阀门的开度2022-8-6自动控制原理第1章8方块图方块图水池被控对象：控制器：人、阀门2022-8-6自动控制原理第1章9出水出水浮
5、子浮子连杆连杆进水阀进水阀水池水池简单的水位自动控制系统简单的水位自动控制系统进水进水2022-8-6自动控制原理第1章10方块方块元件或部件元件或部件方块图的四要素：（1）方块）方块（2）信号线）信号线（3）比较点）比较点（4）引出点）引出点2022-8-6自动控制原理第1章111.开环控制系统开环控制系统特点：输出量不参与控制特点：输出量不参与控制优点：简单优点：简单缺点：控制精度不高缺点：控制精度不高直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统方块图2022-8-6自动控制原理第1章12特点：输出量以特点：输出量以负反馈负反馈形式参与控制形式参与控制直流电动机转速闭环控制系统直流
6、电动机转速闭环控制系统方块图优点：控制精度提高优点：控制精度提高缺点：复杂，有可能不稳定缺点：复杂，有可能不稳定2022-8-6自动控制原理第1章13(1)(1)按负反馈的原则组成系统按负反馈的原则组成系统(2)(2)由偏差产生控制作用由偏差产生控制作用(3)(3)控制的目的是力图减小或消除偏差，使被控量尽量接近控制的目的是力图减小或消除偏差，使被控量尽量接近 期望值期望值自动控制的本质就是反馈控制，自动控制的本质就是反馈控制，利用负反馈的作用来提高系统的控制精度利用负反馈的作用来提高系统的控制精度2022-8-6自动控制原理第1章142.炉温自动控制系统炉温自动控制系统2022-8-6自动控
7、制原理第1章151.2.1 基本组成部分基本组成部分给定元件测量反馈元件比较元件放大元件执行元件被控对象校正元件2022-8-6自动控制原理第1章161.2.2 常用的名词术语常用的名词术语输入信号输入信号输出信号输出信号反馈信号反馈信号偏差信号偏差信号误差信号误差信号扰动信号扰动信号针对输入端而言，偏差信号=输入信号-反馈信号针对输出端而言，误差信号=输出的期望值-输出的实际值也是一种输入，常常是不希望的，但有时又是难免的，对系统的影响往往是不利的2022-8-6自动控制原理第1章171.4 自动控制理论概要自动控制理论概要以传递函数为数学工具以传递函数为数学工具研究单输入、单输出系统研究单
8、输入、单输出系统(SISO)主要研究方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法主要研究方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法1.4.1 自动控制理论的发展自动控制理论的发展(3)智能控制理论智能控制理论专家系统专家系统模糊控制模糊控制(1)经典控制理论经典控制理论以矩阵理论为数学工具以矩阵理论为数学工具研究多输入、多输出系统研究多输入、多输出系统(MIMO)主要研究方法：状态空间法主要研究方法：状态空间法(2)现代控制理论现代控制理论自适应控制自适应控制神经网络神经网络 2022-8-6自动控制原理第1章18定义：系统重新恢复平衡的能力定义：系统重新恢复平衡的能力自动控制系统必须首先保证是稳定的自
9、动控制系统必须首先保证是稳定的1.4.2 对自动控制系统的基本要求对自动控制系统的基本要求(3)准确性准确性定义：系统稳态误差反映了准确性定义：系统稳态误差反映了准确性(1)稳定性稳定性定义：系统过渡过程的长短反映了快速性定义：系统过渡过程的长短反映了快速性随动系统的快速性要求往往比较高随动系统的快速性要求往往比较高(2)快速性快速性准确性就是控制精度准确性就是控制精度基本要求基本要求动态性能动态性能静态性能静态性能2022-8-6自动控制原理第1章19系统的结构和参数系统的结构和参数1.4.3 本书主要内容本书主要内容(1)系统分析系统分析系统的性能：稳定性、动态性能、静态性能系统的性能：稳定性、动态性能、静态性能主要分析方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法主要分析方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法系统的结构和参数系统的结构和参数(2)系统设计（系统综合）系统设计（系统综合）系统的性能指标要求：稳定性、动态性能、静态性能系统的性能指标要求：稳定性、动态性能、静态性能主要分析方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法主要分析方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法
