自動控制系統(tǒng)

2023/2/11/672023/2/12/67自動控制系統(tǒng)AUTOMATICCONTROLSYSTEMS《自動控制系統(tǒng)》網(wǎng)站地址：http://WWW./ACS.html2023/2/13/67INTRODUCTION緒論自動控制系統(tǒng)AUTOMATICCONTROLSYSTEMS主講：曾y@實驗電話：88396176主講：曾y@實驗電話：88396176《自動控制系統(tǒng)》網(wǎng)站地址：http://WWW./ACS.html2023/2/14/67

這個簡單的雜技動作，曾經(jīng)啟發(fā)過無數(shù)科學(xué)工作者，使他們創(chuàng)造出了許許多多的光輝燦爛的人間奇跡。為什么桿子能在空中保持穩(wěn)定？從航空航天控制系統(tǒng)到武器控制系統(tǒng)從航空航天控制系統(tǒng)到武器控制系統(tǒng)從航空航天控制系統(tǒng)到武器控制系統(tǒng)2023/2/18/672023/2/19/67從自動化流水線到機器人和機械手控制系統(tǒng)從工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到日常生活從工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到日常生活從工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到日常生活從工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到日常生活2023/2/115/67手頂著一根棍子的雜技動作這個雜技動作隱含了兩個問題：其一、為什么這根棍子能在空中保持穩(wěn)定？其二、為什么這根棍子能立在空中作各種運動？

2023/2/116/67手頂著一根棍子的雜技動作這個雜技動作隱含了兩個問題：其一、為什么這根棍子能在空中保持穩(wěn)定？其二、為什么這根棍子能立在空中作各種運動？

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這個雜技動作隱含了兩個問題：其一、為什么這根棍子能在空中保持穩(wěn)定？其二、為什么這根棍子能立在空中作各種運動？

最根本的一點有反饋信號參與控制，所有自動化都建立有的反饋控制的基礎(chǔ)上。盡管我們目前還不清這個雜技動作所隱含的什么定理？！但是這些定理的應(yīng)用每天都發(fā)生在我們的身邊!

每天都出現(xiàn)在我們的日常生活當中…1、無軌電車或輕軌火車控制系統(tǒng)

設(shè)計要求在額定負載以內(nèi)無論人多人少無軌電車或輕軌火車都能達到某一速度不變(這相當于在人能抵得住棍子重量的范圍內(nèi)無論有什么干擾都能使棍子在空中保持穩(wěn)定)。2、垂直升降電梯控制系統(tǒng)

設(shè)計要求在無外界參照物的情況下，以乘客無感覺的最高速度升降電梯(這相當于我們在移動棍子的同時還能使棍子在空中保持穩(wěn)定)。3、人們用手把軟盤準確的插入軟驅(qū)

一般正常人都能準確無誤的，把U盤插入USB接口以實現(xiàn)人的一種目的。這是典型自動控制系統(tǒng)在人身上表現(xiàn)

我們的科學(xué)前輩們，經(jīng)過仔細研究從中發(fā)現(xiàn)了一些什么樣的自動化的基本控制原理或基本控制定理？使他們創(chuàng)造出了那么多的人間奇跡!？

人為什么能讓棍子在空中保持穩(wěn)定？2023/2/122/67自動控制系統(tǒng)2023/2/123/67自動控制系統(tǒng)主講：山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院曾毅教授2023/2/124/67主講：山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院曾毅教授主講教師簡歷

曾毅，山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院教授、碩士研究生導(dǎo)師。山東大學(xué)第八屆教學(xué)督導(dǎo)員，控制科學(xué)與工程學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會主任。

1978年2月考入山東工學(xué)院（現(xiàn)為山東大學(xué)南校區(qū)），1982年2月畢業(yè)后留校任教至今。1995年5月被評為“山東工業(yè)大學(xué)青年教師講課十佳”稱號；2013年9月被評為“山東大學(xué)我最喜歡的教師”稱號。1996年被評聘為碩士研究生導(dǎo)師。主要研究方向：運動控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真、變頻調(diào)速自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用、智能控制及生產(chǎn)過程自動化。發(fā)表論文20多篇，出版《變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與維護》、《運動控制系統(tǒng)工程》等專著四部?，F(xiàn)已獲得：山東省科學(xué)技術(shù)進步二等獎兩項；山東省科學(xué)技術(shù)進步三等獎二項；山東省教育廳科學(xué)技術(shù)進步二等獎兩項。主講教師簡歷

從1982年2月畢業(yè)留校任教至今，主要完成了如下科研項目：“紅纓-5便攜式導(dǎo)彈發(fā)射裝置智能檢測控制系統(tǒng)”，“聚丙烯腈（PAN）基ST12K碳纖維變頻調(diào)速同步控制系統(tǒng)”，“濟南卷煙廠進口過濾嘴成型機控制系統(tǒng)改造”和“鞍鋼多電機同步鋼板橫剪流水線PROFIBUS-DP模糊控制系統(tǒng)”等60多項科研工程項目。先后給鞍鋼集團、通鋼集團、濟鋼集團、齊魯石化、濟南卷煙廠、龍口發(fā)電廠、煙臺萬華集團等30多家企業(yè)單位講授過自動控制系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試與維修方面的課程。《自動控制系統(tǒng)》第001講主講：山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院曾毅教授本講主要內(nèi)容：1）本課程的性質(zhì)、任務(wù)和與其它課程的關(guān)系。

2）自動控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法《自動控制系統(tǒng)》

自動控制系統(tǒng)就是用已經(jīng)存在的零部件按照某種目的和要求，遵循自動控制系統(tǒng)的組成規(guī)律，將它們組合成一種或一套裝置，去完成人工難以處理或者人工不能可靠地、高速地、低損耗和低成本地完成的那些工作；然后對該種設(shè)備或該套裝置進行軟件組態(tài)和編程，給它們“注入靈魂”，使這些設(shè)備變成機械手、機器人、全自動智能機床或全自動化流水線等。這個組合的過程、這個“注入靈魂”的過程就是自動控制系統(tǒng)或稱自動控制系統(tǒng)工程。

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《自動控制系統(tǒng)》緒論

１）性質(zhì)它是自動化專業(yè)的最后結(jié)束課程之一，是一門綜合應(yīng)用科學(xué)。一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和參考教材

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《自動控制系統(tǒng)》緒論

2）任務(wù)本課程重點研究自動控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)運動控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程、組成方法和應(yīng)用技術(shù)，研究解決系統(tǒng)形成后在實際應(yīng)用當中所出現(xiàn)的一些實際問題；熟悉人機界面設(shè)計的初步知識、計算機仿真調(diào)試與實際調(diào)試自動控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)運動控制系統(tǒng)的一些基本方法和技術(shù)。一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和參考教材

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《自動控制系統(tǒng)》緒論

3）特點本課程的顯著特點是：可將我們所學(xué)過的一切課程都能“系統(tǒng)”起來并將產(chǎn)生質(zhì)的飛躍！一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和參考教材

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《自動控制系統(tǒng)》緒論一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和參考教材

4）教材及參考教材教材：《運動控制系統(tǒng)工程》機械工業(yè)出版社2014年3月出版參考教材：①陳伯時《電力拖動自動控制系統(tǒng)》第3版機械工業(yè)出版社②與系統(tǒng)仿真方面的教材有關(guān)的MATLAB6.5中的SIMULIK的書籍資料。2023/2/133

《自動控制系統(tǒng)》緒論

4）教材及參考教材參考教材：③山東科學(xué)技術(shù)出版社出版的《變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與維護》④《集散型控制系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)與實例》機械工業(yè)出版社⑤《人機界面設(shè)計》

機械工業(yè)出版社⑥《現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用》

機械工業(yè)出版社一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和參考教材

2023/2/134二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)“軟件”方面：

以“電機學(xué)”、“電子學(xué)”、“變流技術(shù)”、“電機拖動”為基礎(chǔ)；以“MATLAB”

為主要研究分析工具、“可編程序控制器”和“微型計算機或單片機”為主要控制研究工具；以“自動控制理論”為指導(dǎo)。二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)“硬件”方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)“硬件”方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號驅(qū)動執(zhí)行元件的功率放大元件；二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號驅(qū)動執(zhí)行元件的功率放大元件；二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號驅(qū)動執(zhí)行元件的功率放大元件；注意：交流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指變頻器，直流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指PWM變換器或三相全控橋可控整流器。二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號驅(qū)動執(zhí)行元件的功率放大元件；注意：交流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指變頻器，直流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指PWM變換器或三相全控橋可控整流器。二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號驅(qū)動執(zhí)行元件的功率放大元件；注意：交流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指變頻器，直流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指PWM變換器或三相全控橋可控整流器。以“集成運算放大器”、“可編程序控制器”和“微型計算機或單片機”為產(chǎn)生控制信號的主要調(diào)節(jié)控制器件。二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號驅(qū)動執(zhí)行元件的功率放大元件；注意：交流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指變頻器，直流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指PWM變換器或三相全控橋可控整流器。以“集成運算放大器”、“可編程序控制器”和“微型計算機或單片機”為產(chǎn)生控制信號的主要調(diào)節(jié)控制器件。二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號控制執(zhí)行元件的功率放大元件；注意：交流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指變頻器，直流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指PWM變換器或三相全控橋可控整流器。以“集成運算放大器”、“可編程序控制器”和“微型計算機或單片機”為產(chǎn)生控制信號的主要調(diào)節(jié)控制器件。以個人計算機當主要的“仿真實驗室”進行控制系統(tǒng)的仿真實驗研究。二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號控制執(zhí)行元件的功率放大元件；注意：交流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指變頻器，直流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指PWM變換器或三相全控橋可控整流器。以“集成運算放大器”、“可編程序控制器”和“微型計算機或單片機”為產(chǎn)生控制信號的主要調(diào)節(jié)控制器件。以個人計算機當主要的“仿真實驗室”進行控制系統(tǒng)的仿真實驗研究。二、本課程與其它課程的關(guān)系本課程在系統(tǒng)硬件方面：

以電動機（交流和直流）作為主要執(zhí)行元件；以調(diào)速器（交流和直流調(diào)速器）作為主要的控制信號控制執(zhí)行元件的功率放大元件；注意：交流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指變頻器，直流調(diào)速器在沒有特殊聲明時一般指PWM變換器或三相全控橋可控整流器。以“集成運算放大器”、“可編程序控制器”和“微型計算機或單片機”為產(chǎn)生控制信號的主要調(diào)節(jié)控制器件。以個人計算機當主要的“仿真實驗室”進行控制系統(tǒng)的仿真實驗研究。以網(wǎng)絡(luò)運動控制實驗臺當主要的“真實環(huán)境實驗室”進行控制系統(tǒng)的實際實驗研究。舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系2023/2/151/67舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系2023/2/152/67舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系舉例說明：本課程與其它課程的關(guān)系2023/2/154/67*要想了解交流電機與直流電機的知識就應(yīng)該具有《電機及拖動基礎(chǔ)》。

2023/2/155/67*要想了解轉(zhuǎn)速檢測裝置和電流檢測裝置的工作原理就應(yīng)該具有《檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》的知識。2023/2/156/67

*組成系統(tǒng)離不開供電電網(wǎng)，要想了解如何選擇變壓器、導(dǎo)線，就應(yīng)該具有《工廠供電》的知識。*要想了解可編程序控制器PLC和上位機的工作原理就應(yīng)該具有《可編程序控制器》、《微機原理》的知識。2023/2/157/67*組成控制系統(tǒng)離不開通信網(wǎng)絡(luò)，要想了解通信網(wǎng)絡(luò)的工作原理與使用方法，就應(yīng)該具有《集散控制系統(tǒng)》的知識。*控制系統(tǒng)原理圖組成之后，必須經(jīng)過計算機仿真，觀察我們所設(shè)計的控制系統(tǒng)是否滿足生產(chǎn)工藝要求？是否還存在著我們沒有發(fā)現(xiàn)的設(shè)計缺陷？2023/2/158/67最關(guān)鍵的兩個問題是：其一：“硬件結(jié)構(gòu)問題”，控制系統(tǒng)為什么這樣構(gòu)造(集成)？為什么要引這種反饋？引其它反饋行不行？2023/2/159/67最關(guān)鍵的兩個問題是：其一：“硬件結(jié)構(gòu)問題”，控制系統(tǒng)為什么這樣構(gòu)造(集成)？為什么要引這種反饋？引其它反饋行不行？網(wǎng)絡(luò)總線為什么采用PROTIBUS-DP采用其它總線是否合適？2023/2/160/67

其二：“軟件設(shè)計問題”控制系統(tǒng)構(gòu)造(