第1章自动控制理论的一般概念.ppt

自动控制原理
教学课件
红河学院徐绍坤
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第一章自动控制理论的一般概念
1-1 自动控制发展简史
1-2 自动控制的基本方式
1-3 典型控制系统
1-4 对于自动控制系统的要求
1765年,瓦特发明蒸汽机,用离心式调速器控制蒸气机
1948年,维纳《控制论-或关于在动物和机器中控制和通信的科学》产生
40-60年代经典控制理论(频域法为主)
60-70年代现代控制理论(时域法为主)
70年代以后大系统控制理论
自动控制:
在没有人直接参与的情况下,采用控制装置或机械使被控制对象达到预期的目标。
1-1 自动控制发展简史
发展简史:
自动控制研究的内容:
经典控制理论
现代控制理论
经典控制理论
主要研究对象:对单输入单输出线性定常系统的分析和设计问题。
现代控制理论
主要研究对象:多输入、多输出、时变参数、高精度复杂系统的分析和设计问题。
研究对象
数学工具
分析方法
局限性
经典控制理论
单I/O
线性定常系统
微分方程,传递函数
时域法
频域法
根轨迹法
对复杂多变量系统、时变和非线性系统无能为力
现代控制理论
多输入-多输出变系数,非线性等系统
线性代数、矩阵理论
状态
空间法
比较繁琐
(但由于计
算机技术的
迅速发展,已克服)
闭环控制
复合控制
开环控制
1-2 自动控制的基本方式
一、开环控制
控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制。
温度计
加热电阻丝
u
~220V
k
炉温开环控制系统
开关闭合后,不同的输入电压u对应于不同的温度t。
给定值
输出量
典型开环控制的方框图
控制器
被控制
对象
扰动
输出量
受控对象
控制装置
(电源)
输入量
(温度)
扰动量
开关
电炉恒
温箱
加热电
阻丝
炉温开环控制系统方框图
控制方式:
按给定值操纵。信号由给定值至输出量单向传递。一定的给定值对应一定的输出量。系统的控制精度取决于系统事先的调整精度。对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。结构简单,成本低廉,多用于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合.
开环控制系统特点:
信号从输入到输出无反馈,单向传递.
结构简单.
控制精度不高,无法抑制扰动.
例: 直流电动机转速开环控制系统。
输出量对输入量没有影响的系统称为开环系统