自動(dòng)控制的一般概念學(xué)時(shí)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 自動(dòng)控制的一般概念學(xué)時(shí)自動(dòng)控制的一般概念學(xué)時(shí) 第1頁/共47頁 第2頁/共47頁 跡法跡法 第第5章章 線性系統(tǒng)的頻率線性系統(tǒng)的頻率 分析法分析法 第第6章章 線性系統(tǒng)的校正線性系統(tǒng)的校正 方法方法 第第8章章 非線性控制系統(tǒng)非線性控制系統(tǒng) 分析分析 第3頁/共47頁 第4頁/共47頁 自動(dòng)控制到底有什么用？自動(dòng)控制到底有什么用？ 第5頁/共47頁 自動(dòng)控制到底有什么用？ 第6頁/共47頁 n3. 3. 如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制？如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制？ 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第7頁/共47頁 跡法跡法 第第5章章 線性系統(tǒng)的頻率線性系統(tǒng)的頻率 分析法分析法 第第6章章 線性系統(tǒng)的校正線性系統(tǒng)的校

2、正 方法方法 第第8章章 非線性控制系統(tǒng)非線性控制系統(tǒng) 分析分析 第8頁/共47頁 第9頁/共47頁 第10頁/共47頁 控制任務(wù)控制任務(wù)： 第11頁/共47頁 控制任務(wù)：儲(chǔ)水槽液位穩(wěn)定不變控制任務(wù)：儲(chǔ)水槽液位穩(wěn)定不變 第12頁/共47頁 H H 注注入入 控控制制器器 （比比較較、放放大大） Q Q1 1浮浮子子 流流出出 Q Q2 2 （I I） 原原理理圖圖 氣氣動(dòng)動(dòng)閥閥門門 第13頁/共47頁 第14頁/共47頁 自控自控 理論理論 經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論 時(shí)間時(shí)間 分界分界 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代達(dá)到完善；年代達(dá)到完善；2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代開始

3、發(fā)展；年代開始發(fā)展； 數(shù)學(xué)數(shù)學(xué) 工具工具 常微分方程，常微分方程， 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)； 一階微分方程組，一階微分方程組， 狀態(tài)空間狀態(tài)空間方程，方程，( (傳遞函數(shù)陣傳遞函數(shù)陣) ) 研究研究 對(duì)象對(duì)象 單輸入單輸出系統(tǒng)，單輸入單輸出系統(tǒng)， 定常系統(tǒng)；定常系統(tǒng)； 多輸入多輸出系統(tǒng)，多輸入多輸出系統(tǒng)， 定常和時(shí)變系統(tǒng)定常和時(shí)變系統(tǒng) 系統(tǒng)系統(tǒng) 變量變量 注重系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系；注重系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系；研究系統(tǒng)輸入、輸出及內(nèi)部變量的研究系統(tǒng)輸入、輸出及內(nèi)部變量的 運(yùn)動(dòng)關(guān)系；運(yùn)動(dòng)關(guān)系； 第15頁/共47頁 第16頁/共47頁 第17頁/共47頁 H H 注注入入 控控制制器器 （比比較較、放放大大）

4、Q Q1 1浮浮子子 流流出出 Q Q2 2 （I I） 原原理理圖圖 氣氣動(dòng)動(dòng)閥閥門門 電路電路,齒輪組齒輪組 (放大放大,比較比較) 擾動(dòng) 第18頁/共47頁 第19頁/共47頁 H H 注注入入 控控制制器器 （比比較較、放放大大） Q Q1 1浮浮子子 流流出出 Q Q2 2 （I I） 原原理理圖圖 氣氣動(dòng)動(dòng)閥閥門門 電路電路,齒輪組齒輪組 (放大放大,比較比較) 擾動(dòng) 第20頁/共47頁 第21頁/共47頁 被控對(duì)象被控對(duì)象 控制器控制器 自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 第22頁/共47頁 第23頁/共47頁 第24頁/共47頁 H H 注注入入 控控制制器器 （比比較較、放放大大） Q

5、 Q1 1浮浮子子 流流出出 Q Q2 2 （I I） 原原理理圖圖 氣氣動(dòng)動(dòng)閥閥門門 電路電路,齒輪組齒輪組 (放大放大,比較比較) 第25頁/共47頁 例例: :人取書的反饋控制過程人取書的反饋控制過程 2. 2. 被控量：被控量： 4. 4. 控制器：控制器： 3. 3. 被控對(duì)象：被控對(duì)象： 人手的位置達(dá)到書的位置人手的位置達(dá)到書的位置 人手的位置人手的位置 人手或者手臂人手或者手臂 人的大腦人的大腦+ +人的眼睛人的眼睛 5. 5. 根據(jù)控制系統(tǒng)的原理，繪制方框圖。根據(jù)控制系統(tǒng)的原理，繪制方框圖。 第26頁/共47頁 人取書的反饋控制過程 - 大腦手臂、手 眼睛 輸入輸出 眼睛 書位

6、置手位置 第27頁/共47頁 第28頁/共47頁 第29頁/共47頁 系統(tǒng)輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒有影響。 被控對(duì)象被控對(duì)象 第30頁/共47頁 第31頁/共47頁 第32頁/共47頁 系統(tǒng)輸出端與輸入端存在反饋回路，即輸出量對(duì)控制作用有直接影響的系統(tǒng)。 第33頁/共47頁 例：閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)例：閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速系統(tǒng) 第34頁/共47頁 控制任務(wù)控制任務(wù) ： 保持飛機(jī)保持飛機(jī) 俯仰角俯仰角不不 變變 給定電位器給定電位器 反饋電位器反饋電位器 第35頁/共47頁 開環(huán)控制 特點(diǎn) 對(duì)比 元件精度 要求 有無 反饋 抗干擾 能力 適用 場合 有 無高 低

7、 差 強(qiáng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 參數(shù)穩(wěn)定， 擾動(dòng)信號(hào) 較弱 沒有要求 第36頁/共47頁 3. 3. 復(fù)合控制復(fù)合控制( (系統(tǒng)系統(tǒng)) ) 干擾補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)方框圖干擾補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)方框圖 輸入量輸入量 控制器控制器控制對(duì)象控制對(duì)象 測量元件測量元件 輸出量輸出量 反饋回路反饋回路 被控量被控量 干擾干擾 量量 前饋補(bǔ)償前饋補(bǔ)償 開環(huán)控制和閉環(huán)控制相結(jié)合的系統(tǒng)。開環(huán)控制和閉環(huán)控制相結(jié)合的系統(tǒng)。 被控對(duì)象被控對(duì)象 第37頁/共47頁 第38頁/共47頁 爐溫控制系統(tǒng)方框圖爐溫控制系統(tǒng)方框圖 第39頁/共47頁 H H 注注入入 控控制制器器 （比比較較、放放大大） Q Q1 1浮浮子子 流流出出 Q

8、 Q2 2 （I I） 原原理理圖圖 氣氣動(dòng)動(dòng)閥閥門門 電路電路,齒輪組齒輪組 (放大放大,比較比較) 第40頁/共47頁 圖圖1-5 1-5 反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng)基本組成基本組成 串連校正裝 置 放大裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象 反饋校正裝置 測量裝置 被控量 給定裝置 第41頁/共47頁 按按 控控 制制 方方 式式 第42頁/共47頁 按按 第43頁/共47頁 按系統(tǒng)中是否含有非按系統(tǒng)中是否含有非線性元線性元件件 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng) 非線性系統(tǒng)非線性系統(tǒng) 按系統(tǒng)參數(shù)是否按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化隨時(shí)間變化 定常系統(tǒng)定常系統(tǒng) 時(shí)變系統(tǒng)時(shí)變系統(tǒng) 按信號(hào)的按信號(hào)的連續(xù)性連續(xù)性 連續(xù)系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng) 離散系統(tǒng)離散系統(tǒng) 按輸入輸出