西農(nóng) 自動(dòng)控制 第一章

1、自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念12022-4-5機(jī)械與電子工程學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)西北農(nóng)林科技大學(xué)楊兵力楊兵力自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念22022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念32022-4-51.1 引言引言1.2 開環(huán)控制和閉環(huán)控制開環(huán)控制和閉環(huán)控制1.3 控制系統(tǒng)舉例控制系統(tǒng)舉例1.4 控制系統(tǒng)的組成控制系統(tǒng)的組成 與對(duì)控制系統(tǒng)的的基本要求與對(duì)控制系統(tǒng)的的基本要求自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念42022-4-5自動(dòng)控

2、制成為一門科學(xué)是從自動(dòng)控制成為一門科學(xué)是從1945年發(fā)展起來的。年發(fā)展起來的。 開始多用于工業(yè)：壓力、溫度、流量、位移、濕度、粘度自開始多用于工業(yè)：壓力、溫度、流量、位移、濕度、粘度自動(dòng)控制動(dòng)控制 后來進(jìn)入軍事領(lǐng)域：飛機(jī)自動(dòng)駕駛、火炮自動(dòng)跟蹤、導(dǎo)彈、后來進(jìn)入軍事領(lǐng)域：飛機(jī)自動(dòng)駕駛、火炮自動(dòng)跟蹤、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船自動(dòng)控制衛(wèi)星、宇宙飛船自動(dòng)控制 目前滲透到更多領(lǐng)域：大系統(tǒng)、交通管理、圖書管理等目前滲透到更多領(lǐng)域：大系統(tǒng)、交通管理、圖書管理等 生物學(xué)系統(tǒng)：生物控制論、波斯頓假肢、人造器官生物學(xué)系統(tǒng)：生物控制論、波斯頓假肢、人造器官 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)：模擬經(jīng)濟(jì)管理過程、經(jīng)濟(jì)控制論經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)：模擬經(jīng)濟(jì)管理過程

3、、經(jīng)濟(jì)控制論自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念52022-4-5十八世紀(jì)以后，蒸汽機(jī)的使用提出了調(diào)速穩(wěn)定等問題十八世紀(jì)以后，蒸汽機(jī)的使用提出了調(diào)速穩(wěn)定等問題 17651765年，俄國人波爾祖諾夫發(fā)明了鍋爐水位調(diào)節(jié)器。年，俄國人波爾祖諾夫發(fā)明了鍋爐水位調(diào)節(jié)器。 17841784年，英國人瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)離心式調(diào)速器，是自動(dòng)控制年，英國人瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)離心式調(diào)速器，是自動(dòng)控制領(lǐng)域的第一項(xiàng)重大成果。領(lǐng)域的第一項(xiàng)重大成果。 自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念62022-4-5十九世紀(jì)前半葉，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的使用十九世紀(jì)前半葉，發(fā)電機(jī)和電

4、動(dòng)機(jī)的使用，促進(jìn)了促進(jìn)了水利、水電站的遙控和程控以及電壓、電流的自動(dòng)調(diào)水利、水電站的遙控和程控以及電壓、電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展節(jié)技術(shù)的發(fā)展18681868年，年， 英）英） J. C. J. C. 麥克斯韋（麥克斯韋（“輪調(diào)速器輪調(diào)速器”論文）提出了論文）提出了用微分方程描述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方法。用微分方程描述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方法。18561856年，（英）年，（英）E E。J J。RouthRouth提出了勞斯穩(wěn)定判據(jù)提出了勞斯穩(wěn)定判據(jù)18921892年，（俄）李雅普諾夫發(fā)表了年，（俄）李雅普諾夫發(fā)表了論運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的一般問題論運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的一般問題論文論文18951895年，（德）霍爾維茨提出判別穩(wěn)定性

5、準(zhǔn)則年，（德）霍爾維茨提出判別穩(wěn)定性準(zhǔn)則自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念72022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念82022-4-519221922年，年，MinorskyMinorsky（邁納斯基）研制出船舶操縱自動(dòng)控制器（邁納斯基）研制出船舶操縱自動(dòng)控制器，并證明了從系統(tǒng)的微分方程確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性的方法，并證明了從系統(tǒng)的微分方程確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性的方法19321932年，年，NyquistNyquist提出了一種根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)頻率響應(yīng)提出了一種根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)頻率響應(yīng)( (對(duì)穩(wěn)對(duì)穩(wěn)態(tài)正弦輸入態(tài)正弦輸入) )，確定閉環(huán)系

6、統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法19341934年，年，HezenHezen提出了用于位置控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)的概念，提出了用于位置控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)的概念，討論了可以精確跟蹤變化的輸入信號(hào)的機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)。討論了可以精確跟蹤變化的輸入信號(hào)的機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念92022-4-5至此，已形成完整的自動(dòng)控制理論體系，這就是以傳至此，已形成完整的自動(dòng)控制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的反饋控制理論，也即經(jīng)典控制理論，遞函數(shù)為基礎(chǔ)的反饋控制理論，也即經(jīng)典控制理論，它主要研究單輸入單輸出、線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)它主要研究單輸入單輸出、線

7、性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題。計(jì)問題。 19451945年，（美）年，（美）BodeBode發(fā)表了發(fā)表了 “網(wǎng)絡(luò)分析與放大器的設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)分析與放大器的設(shè)計(jì)”，奠定了控制理論的基礎(chǔ)。奠定了控制理論的基礎(chǔ)。19481948年，年， 美）美）EvansEvans提出并完善了根軌跡法。提出并完善了根軌跡法。19481948年，（美）年，（美）N.WienerN.Wiener發(fā)表了發(fā)表了控制論控制論（關(guān)于在動(dòng)物（關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)），標(biāo)志著自動(dòng)控制科學(xué)的生和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)），標(biāo)志著自動(dòng)控制科學(xué)的生產(chǎn)。產(chǎn)。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念102022-

8、4-5隨著現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)新成果的推出和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)隨著現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)新成果的推出和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，為適應(yīng)空間宇航技術(shù)和導(dǎo)彈等技術(shù)的發(fā)展，用，為適應(yīng)空間宇航技術(shù)和導(dǎo)彈等技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制理論跨入了一個(gè)新階段自動(dòng)控制理論跨入了一個(gè)新階段現(xiàn)代控制理現(xiàn)代控制理論。論。 自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念112022-4-519571957年，美國數(shù)學(xué)家年，美國數(shù)學(xué)家R. BellmanR. Bellman提出提出動(dòng)態(tài)規(guī)劃動(dòng)態(tài)規(guī)劃，兩者為解決最優(yōu)控制問題提供了理論工具。，兩者為解決最優(yōu)控制問題提供了理論工具。19561956年，前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家龐特里亞金，年，前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家龐

9、特里亞金，“最優(yōu)過程數(shù)最優(yōu)過程數(shù)學(xué)理論學(xué)理論”，也即最大值原理。，也即最大值原理。19601960年，年， R. E. KallmanR. E. Kallman提出能控性和能觀性兩個(gè)提出能控性和能觀性兩個(gè)概念，揭示了系統(tǒng)的內(nèi)在屬性，并提出了狀態(tài)空間概念，揭示了系統(tǒng)的內(nèi)在屬性，并提出了狀態(tài)空間分析法。分析法。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念122022-4-5以上這些新概念和新方法標(biāo)志著現(xiàn)代控制理論的誕以上這些新概念和新方法標(biāo)志著現(xiàn)代控制理論的誕生。生?，F(xiàn)代控制理論主要研究具有高性能、高精度的現(xiàn)代控制理論主要研究具有高性能、高精度的多變量變參數(shù)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題

10、，主要采用的方多變量變參數(shù)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法。法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念132022-4-5現(xiàn)代控制理論的迅速發(fā)展，形成了多個(gè)重要分支：現(xiàn)代控制理論的迅速發(fā)展，形成了多個(gè)重要分支：(1) (1) 系統(tǒng)辯識(shí)、建模與仿真系統(tǒng)辯識(shí)、建模與仿真(2) (2) 自適應(yīng)控制和自校正控制器自適應(yīng)控制和自校正控制器 (3) (3) 遙測(cè)、遙控和遙感遙測(cè)、遙控和遙感 (4) (4) 綜合自動(dòng)化綜合自動(dòng)化 (5) (5) 大系統(tǒng)理論的誕生大系統(tǒng)理論的誕生 (6) (6) 模式識(shí)別和人工智能模式識(shí)別和人工

11、智能 (7) (7) 智能控制智能控制自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念142022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念152022-4-5研究對(duì)象研究對(duì)象 數(shù)學(xué)工具數(shù)學(xué)工具 分析方法分析方法局限性局限性經(jīng)典經(jīng)典控制控制理論理論單單I/OI/O線性定常線性定常系統(tǒng)系統(tǒng)微分方程，微分方程，傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)時(shí)域法時(shí)域法頻域法頻域法根軌跡法根軌跡法對(duì)復(fù)雜多變量對(duì)復(fù)雜多變量系統(tǒng)、時(shí)變和系統(tǒng)、時(shí)變和非線性系統(tǒng)無非線性系統(tǒng)無能為力能為力現(xiàn)代現(xiàn)代控制控制理論理論多輸入多輸入- -多多輸出變系輸出變系數(shù)，非線數(shù)，非線性等系統(tǒng)性等系統(tǒng)線性代數(shù)

12、、線性代數(shù)、矩陣?yán)碚摼仃嚴(yán)碚摖顟B(tài)狀態(tài)空間法空間法比較繁瑣比較繁瑣（但由于計(jì)（但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的算機(jī)技術(shù)的 迅速發(fā)展，迅速發(fā)展，已克服已克服) )自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念162022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念172022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念182022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念192022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念202022-4-5 經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論

13、 以以傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)研為基礎(chǔ)研究單輸入究單輸入- -單輸出一類單輸出一類線性定?？刂葡到y(tǒng)的線性定?？刂葡到y(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問題。這分析與設(shè)計(jì)問題。這些理論由于其發(fā)展較些理論由于其發(fā)展較早，現(xiàn)已成熟。早，現(xiàn)已成熟。 現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論 以以狀態(tài)空間法狀態(tài)空間法為基為基礎(chǔ)，研究多輸入礎(chǔ)，研究多輸入- -多多輸出、時(shí)變、非線性輸出、時(shí)變、非線性一類控制系統(tǒng)的分析一類控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問題。系統(tǒng)具與設(shè)計(jì)問題。系統(tǒng)具有高精度和高效能的有高精度和高效能的特點(diǎn)。特點(diǎn)。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念212022-4-5 1.1.開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng) 2.2.

14、閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 3.3.反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng) 4.4.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本控制方式自動(dòng)控制系統(tǒng)基本控制方式自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念222022-4-5直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開環(huán)控制系統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開環(huán)控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念232022-4-5 本例中的被控對(duì)象即為電動(dòng)機(jī)本例中的被控對(duì)象即為電動(dòng)機(jī)M，GT和和V分別為觸發(fā)器和分別為觸發(fā)器和晶閘管整流裝置。而預(yù)定的規(guī)律即為晶閘管整流裝置。而預(yù)定的規(guī)律即為“電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n維持維持預(yù)期值不變預(yù)期值不變”。轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速n的預(yù)期值與電位器的預(yù)期值與

15、電位器RP1上的給定值有上的給定值有著對(duì)應(yīng)關(guān)系。把電位器上的電壓信號(hào)稱為輸入量或給定量，著對(duì)應(yīng)關(guān)系。把電位器上的電壓信號(hào)稱為輸入量或給定量，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n稱為輸出量或被控量。輸入量對(duì)應(yīng)期望的輸稱為輸出量或被控量。輸入量對(duì)應(yīng)期望的輸出量出量(比如比如10V對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)1000 r/min)，自動(dòng)控制的過程就是力圖，自動(dòng)控制的過程就是力圖使實(shí)際的輸出量與期望的輸出量相等。使實(shí)際的輸出量與期望的輸出量相等。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念242022-4-5 若系統(tǒng)的輸出信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒有影響若系統(tǒng)的輸出信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒有影響，則稱為開環(huán)控制系統(tǒng)

16、。，則稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 在開環(huán)系統(tǒng)中，信息和控制作用的傳送是單在開環(huán)系統(tǒng)中，信息和控制作用的傳送是單方向的，所以稱為開環(huán)。方向的，所以稱為開環(huán)。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念252022-4-5) 1(STSKMD自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念262022-4-5 凡是系統(tǒng)輸出信號(hào)對(duì)控制作用有直接影響的系統(tǒng)，都稱凡是系統(tǒng)輸出信號(hào)對(duì)控制作用有直接影響的系統(tǒng)，都稱為閉環(huán)系統(tǒng)。為閉環(huán)系統(tǒng)。在閉環(huán)系統(tǒng)中，信息的傳送途徑是一個(gè)自身閉在閉環(huán)系統(tǒng)中，信息的傳送途徑是一個(gè)自身閉合的環(huán)，所以稱為閉環(huán)。合的環(huán)，所以稱為閉環(huán)。輸入信號(hào)和反饋信

17、號(hào)（反饋信號(hào)可輸入信號(hào)和反饋信號(hào)（反饋信號(hào)可以是輸出信號(hào)本身，也可以是輸出信號(hào)的函數(shù)或?qū)?shù)）之差，以是輸出信號(hào)本身，也可以是輸出信號(hào)的函數(shù)或?qū)?shù)）之差，稱為誤差信號(hào)，誤差信號(hào)加到控制器上，以減小系統(tǒng)的誤差，稱為誤差信號(hào)，誤差信號(hào)加到控制器上，以減小系統(tǒng)的誤差，并使系統(tǒng)的輸出量趨于所希望的值，換句話說，并使系統(tǒng)的輸出量趨于所希望的值，換句話說，“閉環(huán)閉環(huán)”這這個(gè)術(shù)語的涵義，就是應(yīng)用反饋?zhàn)饔脕頊p小系統(tǒng)的誤差。個(gè)術(shù)語的涵義，就是應(yīng)用反饋?zhàn)饔脕頊p小系統(tǒng)的誤差。閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念272022-4-51 1） 反饋反饋?zhàn)詣?dòng)

18、控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念282022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念292022-4-5調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象被控對(duì)象測(cè)量變送器測(cè)量變送器設(shè)定值設(shè)定值r reu被調(diào)參數(shù)被調(diào)參數(shù) y反饋控制系統(tǒng)方塊圖反饋控制系統(tǒng)方塊圖ym自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念302022-4-5 （1 1）開環(huán)控制系統(tǒng)）開環(huán)控制系統(tǒng) （2 2）反饋（閉環(huán)）控制系統(tǒng)）反饋（閉環(huán)）控制系統(tǒng) （3 3）閉環(huán)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較）閉環(huán)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較 （4 4）復(fù)合控制方式）復(fù)合控制方式自動(dòng)控制

19、原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念312022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念322022-4-5 定義定義C(S)Kf/KDG1(S)KGc(S)G2(S)G(S)Gf(S)F(S)=-ML(S)R(S)11 STBH 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 門門自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念332022-4-5(1)(1)科學(xué)科學(xué) 科學(xué)（科學(xué)（ScienceScience）是指

20、對(duì)各種事實(shí)和現(xiàn)象進(jìn)行觀察、）是指對(duì)各種事實(shí)和現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，分類、歸納、演繹、分析、推理、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并對(duì)各種定量規(guī)律予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系?？茖W(xué)的任務(wù)并對(duì)各種定量規(guī)律予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系?？茖W(xué)的任務(wù)是揭示事物發(fā)展的客觀規(guī)律，探求真理，作為人們改造世界的是揭示事物發(fā)展的客觀規(guī)律，探求真理，作為人們改造世界的指南。指南。 (2)(2)技術(shù)技術(shù) 技術(shù)（技術(shù)（TechnologyTechnology）是指人類根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和）是指人類根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自然科學(xué)原理改變或控制其環(huán)境的手段和活動(dòng)，是人類活動(dòng)的自然科學(xué)原理改變

21、或控制其環(huán)境的手段和活動(dòng)，是人類活動(dòng)的一個(gè)專門領(lǐng)域。技術(shù)的任務(wù)是利用和改造自然，以其生產(chǎn)的產(chǎn)一個(gè)專門領(lǐng)域。技術(shù)的任務(wù)是利用和改造自然，以其生產(chǎn)的產(chǎn)品為人類服務(wù)。品為人類服務(wù)。 (3)(3)工程工程 工程（工程（EngineeringEngineering）是指應(yīng)用科學(xué)知識(shí)使自然）是指應(yīng)用科學(xué)知識(shí)使自然資源最好地為人類服務(wù)的專門技術(shù)。資源最好地為人類服務(wù)的專門技術(shù)。 自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念342022-4-5(4)(4) 系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)（系統(tǒng)（SystemSystem）是指由相互關(guān)聯(lián)、相互制約、相互）是指由相互關(guān)聯(lián)、相互制約、相互影響的一些部分組成的具

22、有某種功能的有機(jī)整體。影響的一些部分組成的具有某種功能的有機(jī)整體。 (5)5)信息信息 信息（信息（InformationInformation）是指符號(hào)、信號(hào)或消息所包含）是指符號(hào)、信號(hào)或消息所包含的內(nèi)容，用來消除對(duì)客觀事物認(rèn)識(shí)的不確定性。的內(nèi)容，用來消除對(duì)客觀事物認(rèn)識(shí)的不確定性。 (6)(6)控制控制 控制（控制（ControlControl）是指為了改善系統(tǒng)的性能或達(dá)到）是指為了改善系統(tǒng)的性能或達(dá)到特定的目的，通過信息的采集和加工而施加到系統(tǒng)的作用。特定的目的，通過信息的采集和加工而施加到系統(tǒng)的作用。 (7)(7)反饋反饋 反饋（反饋（FeedbackFeedback）是指將系統(tǒng)的實(shí)際輸

23、出和期望）是指將系統(tǒng)的實(shí)際輸出和期望輸出進(jìn)行比較，形成誤差，從而為確定下一步的控制行為提輸出進(jìn)行比較，形成誤差，從而為確定下一步的控制行為提供依據(jù)。供依據(jù)。 自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念352022-4-5(9)(9) 管理管理 管理（管理（ManagementManagement）是指為了充分利用各種資）是指為了充分利用各種資源來達(dá)到一定的目標(biāo)而對(duì)社會(huì)或其組成部分施加的一種控制。源來達(dá)到一定的目標(biāo)而對(duì)社會(huì)或其組成部分施加的一種控制。 (10) (10) 決策決策 決策（決策（Decision MakingDecision Making）是指為最優(yōu)地達(dá)）是

24、指為最優(yōu)地達(dá)到目標(biāo)，對(duì)若干準(zhǔn)備行動(dòng)的方案進(jìn)行選擇。到目標(biāo)，對(duì)若干準(zhǔn)備行動(dòng)的方案進(jìn)行選擇。 (8)(8) 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)（RegulationRegulation）是指通過系統(tǒng)的反饋信息）是指通過系統(tǒng)的反饋信息自動(dòng)校正系統(tǒng)的誤差，使諸如溫度、速度、壓力或位置等參自動(dòng)校正系統(tǒng)的誤差，使諸如溫度、速度、壓力或位置等參量保持恒定或在給定范圍之內(nèi)的過程。量保持恒定或在給定范圍之內(nèi)的過程。 自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念362022-4-5 自動(dòng)化（自動(dòng)化（AutomationAutomation），），指機(jī)器或裝置在無人干指機(jī)器或裝置在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程

25、序或指令自動(dòng)地進(jìn)行操作或預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)地進(jìn)行操作或運(yùn)行。運(yùn)行。自動(dòng)控制自動(dòng)控制是關(guān)于受控系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和運(yùn)是關(guān)于受控系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和運(yùn)行的理論和技術(shù)。行的理論和技術(shù)。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念372022-4-5開環(huán)控制開環(huán)控制閉環(huán)控制閉環(huán)控制(反饋控制反饋控制)復(fù)合控制復(fù)合控制37自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念382022-4-5機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)恒張力系統(tǒng)恒張力系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)全自動(dòng)照相機(jī)，光機(jī)電結(jié)合全自動(dòng)照相機(jī)，光機(jī)電結(jié)合液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)伺服液壓缸，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，伺服液壓缸，

26、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，大型的仿真模擬臺(tái)大型的仿真模擬臺(tái)氣動(dòng)系統(tǒng)氣動(dòng)系統(tǒng) 生物系統(tǒng)生物系統(tǒng)自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念392022-4-5 按系統(tǒng)功用分按系統(tǒng)功用分自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念402022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念412022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念422022-4-5 圖（圖（）是一個(gè)液位控制系統(tǒng)原理圖。在這里，）是一個(gè)液位控制系統(tǒng)原理圖。在這里，自動(dòng)控制器通過比較實(shí)際液位與希望液位，并通自動(dòng)控制器通過比較實(shí)際液位與

27、希望液位，并通過調(diào)整氣動(dòng)閥門的開度，對(duì)誤差進(jìn)行修正，從而過調(diào)整氣動(dòng)閥門的開度，對(duì)誤差進(jìn)行修正，從而保持液位不變。保持液位不變。 圖（圖（）是該控制系統(tǒng)的方框圖。）是該控制系統(tǒng)的方框圖。自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念432022-4-5 希望液位實(shí)實(shí) 際際 液液 位位放放 大大 元元 件件氣氣 動(dòng)動(dòng) 閥閥 門門水水 箱箱浮浮 子子控制器 注入（II） 控制系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念442022-4-5自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念452022-4-5氣動(dòng)閥門：執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)閥門：執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象：水箱被控對(duì)象：水箱自動(dòng)控制原理課件第一章第一章 控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)的一般概念462022-4-5對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為兩點(diǎn)：首先，對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為兩點(diǎn)：首先，系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；其次，系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；其次，系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度。穩(wěn)定是控制系統(tǒng)能夠正常工作的基品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度。穩(wěn)定是控制系統(tǒng)能夠正常工作的基本前提，而動(dòng)態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度則是控制系統(tǒng)動(dòng)、精本前提，而