1、1控制的概念控制的概念控制控制控制控制使某个（某些）量按一定的规律变化。使某个（某些）量按一定的规律变化。被控制量被控制量2p 自动控制已成为现代社会活动中不可缺少的重要组成部分！自动控制已成为现代社会活动中不可缺少的重要组成部分！自动化技术几乎渗透到国民经济的各个领域及社会生活的各自动化技术几乎渗透到国民经济的各个领域及社会生活的各个方面。个方面。p 在某种程度上说，自动化是现代化的同义词。在某种程度上说，自动化是现代化的同义词。自动控制是当代发展最迅速、应用最广泛、最引人注目的高自动控制是当代发展最迅速、应用最广泛、最引人注目的高科技，是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技术。科技，是推
2、动新的技术革命和新的产业革命的关键技术。3 自动化是以机械取代人力的一种技术革命。自动化是以机械取代人力的一种技术革命。它始于工业革命时代，是人类不断追求的目标。它始于工业革命时代，是人类不断追求的目标。毛泽东毛泽东 4自动控制的应用自动控制的应用深入到生产、生活的深入到生产、生活的各个领域各个领域：日常生活：电视机、冰箱、空调、电梯、汽车日常生活：电视机、冰箱、空调、电梯、汽车 工业：炉温控制、电网电压和频率控制工业：炉温控制、电网电压和频率控制 工程：数控机床、材料合成、核反应堆工程：数控机床、材料合成、核反应堆 军事：军事：火炮群、导弹、特种炸弹、垂直起降飞机火炮群、导弹、特种炸弹、垂直
3、起降飞机 科技：航天飞机、卫星运行与姿态控制、机器人科技：航天飞机、卫星运行与姿态控制、机器人5自动控制发展简史自动控制发展简史(1)(1)中国古代自动化方面的成就：中国古代自动化方面的成就：公元前公元前1414世纪至前世纪至前1111世纪，中国、埃及和巴比伦世纪，中国、埃及和巴比伦出现出现自动计时漏壶自动计时漏壶；公元公元132132年，张衡研制出自动测量地震的年，张衡研制出自动测量地震的候风地动候风地动仪仪；公元公元235235年，马钧研制出用年，马钧研制出用齿轮传动齿轮传动自动指示方向自动指示方向的的指南车指南车，类似按扰动补偿的自控系统；，类似按扰动补偿的自控系统；公元公元113511
4、35年，宋代王普记述年，宋代王普记述“莲华漏莲华漏”上使用浮上使用浮 子子阀门式机构自动调节漏壶的水位阀门式机构自动调节漏壶的水位；公元公元16371637年，明代的年，明代的天工开物天工开物一书中记载有一书中记载有 程序控制思想程序控制思想的提花织机结构图。的提花织机结构图。6（2 2）世界上公认的第一个自动控制系统）世界上公认的第一个自动控制系统17691769年瓦特发明蒸汽机年瓦特发明蒸汽机 7控制问题举例控制问题举例温度控制系统温度控制系统889机械手的控制问题机械手的控制问题10234615机械手有机械手有6 6个被控制量按照预定的规律变化。个被控制量按照预定的规律变化。11目标目标
5、导弹导弹导弹与目标的相对距离导弹与目标的相对距离 是被控制量，最终必须趋向是被控制量，最终必须趋向于零。于零。导弹的控制问题导弹的控制问题12工件分选控制的问题工件分选控制的问题13退火炉的温度控制退火炉的温度控制 为了防止在退火过程中工件产生内应力，退火炉内的温度应该按照为了防止在退火过程中工件产生内应力，退火炉内的温度应该按照图示曲线的规律变化。图示曲线的规律变化。时间时间温度温度0 0退火炉的温度变化曲线退火炉的温度变化曲线14 从上述例子可见，从上述例子可见，“控制控制”就是使就是使“被控制量被控制量”按照一按照一定的规律变化。定的规律变化。规律包括规律包括3 3种情况：种情况：事先预
6、定的规律事先预定的规律例子：生产线上的机械手例子：生产线上的机械手特点：重复性运动特点：重复性运动又称：程序控制又称：程序控制15随机的变化规律随机的变化规律例子：例子：雷达控制系统雷达控制系统特点：事先无法知道，即事先不知道被测对象的方向位特点：事先无法知道，即事先不知道被测对象的方向位置，俯仰角及方位角的变化规律。在控制过程中，使被置，俯仰角及方位角的变化规律。在控制过程中，使被控制量按照实时给出的规律变化。控制量按照实时给出的规律变化。又称：随机控制又称：随机控制16保持恒定保持恒定特点：使被控制量保持某一定值。特点：使被控制量保持某一定值。例子：恒温箱温度控制。例子：恒温箱温度控制。又
7、称：又称：“恒值控制恒值控制”或或“调节调节”。17自动控制的概念自动控制的概念自动控制自动控制无人直接参与的情况下，由一套设备来完无人直接参与的情况下，由一套设备来完成控制作用。成控制作用。自动控制的元件和设备构成自动控制系统。自动控制的元件和设备构成自动控制系统。优点：优点：可以快速准确地进行控制，比人工控制效果更好；可以快速准确地进行控制，比人工控制效果更好；18使人们从繁重的、大量的重复性劳动中解放使人们从繁重的、大量的重复性劳动中解放出来；出来；在恶劣的环境或人们无法到达的环境中实现在恶劣的环境或人们无法到达的环境中实现自动控制；自动控制；可以长时间不疲劳的工作，提高了工作效率。可以长时间不疲劳的工作，提高了工作效率。19检测检测 与与 控制控制 之间的关联：之间的关联：放大器放大器执行执行元件元件被控被控对象对象干扰干扰参考参考输入输入被控被控制量制量测量元件测量元件-比较元件比较元件偏差信号偏差信号
