《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課件

1、機(jī)械控制工程基礎(chǔ),機(jī)械設(shè)計(jì)制造(教材),第一章 緒論 第二章 拉普拉斯變換的數(shù)學(xué)方法 第三章 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 第四章 系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)與誤差分析 第五章 系統(tǒng)的頻率特性 第六章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 第七章 機(jī)械工程控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì),第一節(jié) 概述 第二節(jié) 控制系統(tǒng)的基本概念 第三節(jié) 控制系統(tǒng)的基本類型 第四節(jié) 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求,第一章 緒論,第一節(jié) 概述,一、控制工程研究的主要內(nèi)容 二、控制理論的發(fā)展 三、控制理論在工程中的應(yīng)用 四、控制理論的學(xué)習(xí)方法,一、控制工程研究的主要內(nèi)容,控制工程主要研究有關(guān)自動(dòng)控制和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論及其在工程中的應(yīng)用。它是一門新興技術(shù)科學(xué)，也是一門邊緣科學(xué)，它

2、的理論基礎(chǔ)是控制理論。 具體的講研究用控制理論的基本原理解決電氣、機(jī)械、測(cè)控、化工等一切工程系統(tǒng)中的控制技術(shù)問題。（圖1-1）,離心調(diào)速器原理示意圖(圖1-1),穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速,工程控制理論的實(shí)質(zhì),工程控制論實(shí)質(zhì)上是研究工程技術(shù)中廣義系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問題具體地說，它研究的是工程技術(shù)中的廣義系統(tǒng)在一定的外界條件(即輸入或激勵(lì)，包括外加控制與外加干擾)作用下，從系統(tǒng)的一定的初始狀態(tài)出發(fā)，所經(jīng)歷的由其內(nèi)部的固有特性(即由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)所決定的特性)所決定的整個(gè)動(dòng)態(tài)歷程； 研究這一系統(tǒng)及其輸入、輸出三者之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系,系統(tǒng),輸入,輸出,學(xué)習(xí)控制工程基礎(chǔ)要解決的兩個(gè)問題,學(xué)習(xí)控制工程基礎(chǔ)要解決兩個(gè)問題：

3、 一是如何分析某個(gè)給定控制系統(tǒng)的工作原理、穩(wěn)定性和過渡過程品質(zhì)； 二是如何根據(jù)實(shí)際需要來進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并用機(jī)、電、液、光等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)這一系統(tǒng)。 前者主要是分析系統(tǒng)，后者是綜合與設(shè)計(jì)，無論解決哪類問題，都必須具有豐富的控制理論知識(shí)。,二、控制理論的發(fā)展,1、控制理論的產(chǎn)生可以追朔到1788年瓦特(j.watt)為控制蒸汽機(jī)速度而發(fā)明的蒸汽機(jī)離心調(diào)速器，其原理示意圖如圖1-1所示。 2、1868年，英國物理學(xué)家馬克斯威爾（j.c.maxwell）發(fā)表了第一篇關(guān)于“論調(diào)速器”的文章，首先提出了“反饋控制”的概念。 3、1884年和1895年,勞斯（e.j.routh）和霍爾維茨(a.hurwi

4、tz)把馬克斯威爾的理論擴(kuò)展到用高階微分方程描述的更為復(fù)雜的系統(tǒng)，并分別提出了兩種著名的代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)。1932年奈奎斯特（h.nyquist）研制出電子管振蕩器，同時(shí)提出了著名的nyquist穩(wěn)定性判據(jù)。,二、控制理論的發(fā)展,4、1948年美國數(shù)學(xué)家維納（n.wiener）出版了著名的控制論關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)一書，他揭示了無論機(jī)器系統(tǒng)、生命系統(tǒng)甚至社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，都存在一個(gè)共同本質(zhì)的特點(diǎn)，它們都是通過信息的傳遞、處理與反饋這三個(gè)要素來進(jìn)行控制，這就是控制論的中心思想。1950年伊萬斯（w.r.evans）提出的根軌跡法提供了尋找特征方程根的比較簡易的圖解方法，至此，形成了完

5、整的經(jīng)典控制理論。,二、控制理論的發(fā)展,5、我國著名科學(xué)家錢學(xué)森從控制論這一總題目中，把已被當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)和工程實(shí)踐所證明的部分分離出來，創(chuàng)立了“工程控制論”，并于1954年出版了工程控制論這一名著，這對(duì)控制理論的發(fā)展與應(yīng)用起到了很大的推動(dòng)作用。,二、控制理論的發(fā)展,6、50年代末與60年代初，一方面由于工業(yè)生產(chǎn)、火箭和空間技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多變量、非線性和時(shí)變參數(shù)系統(tǒng)，經(jīng)典控制理論已經(jīng)不能滿足要求；另一方面由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，半導(dǎo)體和電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，各種傳感器和自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使控制理論發(fā)展到了一個(gè)新階段，從而產(chǎn)生了現(xiàn)代控制理論。 隨著科技進(jìn)步特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，

6、控制論無論是在三要素的內(nèi)涵上，還是在其深度與廣度上都在發(fā)展變化著，對(duì)促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。,二、控制理論的發(fā)展,控制理論發(fā)展大體可分三個(gè)階段： 第一階段： 20世紀(jì)4050年代為經(jīng)典控制論發(fā)展時(shí)期。經(jīng)典控制論的內(nèi)容是以微分方程、傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，主要研究單輸入、單輸出控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題，對(duì)線性定常系統(tǒng)，這種方法是成熟而有效的。,二、控制理論的發(fā)展,第二階段： 20世紀(jì)6070年代為現(xiàn)代控制論發(fā)展時(shí)期，這期間隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和空間技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)生了把經(jīng)典控制論中的高階常微分方程轉(zhuǎn)化為一階微分方程組來描述系統(tǒng)的方法，即所謂狀態(tài)空間法，這種方法可以解決多輸入、多輸出問題，

7、對(duì)非線性、時(shí)變系統(tǒng)也有效。 該方法是自適應(yīng)控制、自學(xué)習(xí)控制、最優(yōu)控制、最優(yōu)濾波（卡爾曼濾波）的基礎(chǔ)。,二、控制理論的發(fā)展,第三階段： 20世紀(jì)70年代末至今，控制論向著“大系統(tǒng)理論”和“智能控制論”發(fā)展。 “大系統(tǒng)理論”是用控制和信息的觀點(diǎn)研究大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案、總體設(shè)計(jì)中的分析方法和協(xié)調(diào)問題。 “智能控制論”是研究與模擬人類活動(dòng)的機(jī)理。 現(xiàn)代科學(xué)揭示，人體是一個(gè)具有高度自組織、自適應(yīng)、自調(diào)節(jié)能力的生命有機(jī)體，是具有非線性、時(shí)變和隨機(jī)性、模糊性的特大系統(tǒng)。研究具有仿人智能的工程控制和信息處理問題，以使具有高度復(fù)雜性、高度不確定性的系統(tǒng)達(dá)到人們對(duì)控制系統(tǒng)越來越高的要求。,三、控制理論在工程中的應(yīng)用

8、,1、軍事 2、數(shù)控機(jī)床、加工中心 3、機(jī)器人 4、機(jī)電一體化系統(tǒng) 5、動(dòng)態(tài)測(cè)試 6、機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)性能分析 7、液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析 8、生產(chǎn)過程控制,四、控制理論特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法,本課程特點(diǎn)： （1）比較抽象 （2）起點(diǎn)高 （3）系統(tǒng)性強(qiáng) 學(xué)習(xí)本門課程應(yīng)以新的視角分析和考慮問題。 學(xué)習(xí)本門課程要能以系統(tǒng)的而不是孤立的、動(dòng)態(tài)的而不是靜態(tài)的觀點(diǎn)和方法來思考和解決問題。 掌握控制理論的基本概念、基本理論和基本方法并注意結(jié)合實(shí)際，為解決工程中的控制問題打下基礎(chǔ)。,五、本課程參考書,楊叔子主編 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 華中理工大學(xué)出 版社 朱驥北主編 機(jī)械控制工程基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 胡壽松主編 自動(dòng)控制原

9、理 科學(xué)出版社 董景新編著 控制工程基礎(chǔ) 清華大學(xué)出版社 王積偉編著 控制工程基礎(chǔ) 高等教育出版社,第二節(jié) 控制系統(tǒng)的基本概念,一、控制系統(tǒng)的基本工作原理 二、開環(huán)、閉環(huán)和復(fù)合控制系統(tǒng) 三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成,一、控制系統(tǒng)的基本工作原理,系統(tǒng)：是由相互制約的各個(gè)部分組成的具有一定功能的有機(jī)整體。 自動(dòng)控制系統(tǒng)：能夠進(jìn)行自動(dòng)控制的一整套設(shè)備或裝置。通常由控制器（控制裝置）和被控對(duì)象兩大部分組成。 被控對(duì)象是指系統(tǒng)中需要加以控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程； 控制器是指能夠?qū)Ρ豢貙?duì)象產(chǎn)生控制作用的設(shè)備的總體。 控制系統(tǒng)的任務(wù)就是使被控制對(duì)象的物理量按照預(yù)先給定的控制規(guī)律變化。,一、控制系統(tǒng)的基本工作

10、原理,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)： 1、提高生產(chǎn)率、降低能源消耗。 2、減輕體力和腦力勞動(dòng)。 3、生產(chǎn)安全、廢品少、產(chǎn)品質(zhì)量高。,溫度,人工控制的恒溫箱（圖1-2）,自動(dòng)控制的恒溫箱（圖1-3）,實(shí)現(xiàn)控制的三個(gè)基本步驟,不論采用人工控制還是自動(dòng)控制都具有以下的共同點(diǎn)： 一是要檢測(cè)被控制量的實(shí)際值； 二是被控制量的實(shí)際值要與給定值進(jìn)行比較得出 偏差值； 三是要用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用再去消除偏差。 總結(jié)：檢測(cè)偏差，消除偏差,反饋控制原理,反饋是指對(duì)系統(tǒng)的被控制量進(jìn)行測(cè)量，并加以處理（取其一部分或全部、或其函數(shù)等）后，再返回輸入端與系統(tǒng)的給定量進(jìn)行比較的過程。 如果反饋量對(duì)給定量起增強(qiáng)作用，則稱為正反饋；

11、反之，如果反饋量對(duì)給定量起減弱作用，則稱為負(fù)反饋。通常，控制系統(tǒng)采用負(fù)反饋。 基于負(fù)反饋基礎(chǔ)上的“檢測(cè)偏差并用以消除偏差”的控制原理，稱為反饋控制原理。利用反饋控制原理組成的系統(tǒng)稱為反饋控制系統(tǒng)。,固有反饋（或內(nèi)在反饋）,固有反饋是指沒有外加的檢測(cè)裝置，但是，變量與變量之間相互制約，構(gòu)成了閉合的因果關(guān)系。 例如機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械加工系統(tǒng)、直流電機(jī)系統(tǒng)等。從控制理論的角度，它們都是一個(gè)反饋控制過程，因而都可以用控制理論加以解決。,職能方框圖,把表示系統(tǒng)的組成、各元件作用關(guān)系及信號(hào)傳遞（或流通）關(guān)系的圖形稱為職能方框圖。,控制系統(tǒng)中常用的概念和術(shù)語的含義說明,輸出量（或稱輸出信號(hào)、被控制量）：是指

12、控制系統(tǒng)中需要加以控制的物理量。系統(tǒng)的輸出量常用符號(hào)xo(t)表示。 輸入量（或稱輸入信號(hào)、給定值、給定量）：是指輸入給控制系統(tǒng)用以控制輸出量變化規(guī)律的物理量它作用于系統(tǒng)輸入端，直接地或間接地表示系統(tǒng)輸出量的期望值（給定值）。系統(tǒng)的輸入量常用符號(hào)xi(t)表示. 擾動(dòng)量（或稱擾動(dòng)信號(hào)）：指那些能使輸出量偏離預(yù)定要求（期望值）的意外干擾因素。 反饋量（或稱反饋信號(hào)）：是指把輸出量取出并直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換以后送回到輸入端與輸入信號(hào)進(jìn)行比較的物理量。,二、開環(huán)、閉環(huán)和復(fù)合控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)按其有無反饋?zhàn)饔煤头答佔(zhàn)饔玫姆绞娇煞譃槿悾?1、開環(huán)控制系統(tǒng) 2、閉環(huán)控制系統(tǒng) 3、復(fù)合控制系統(tǒng),開環(huán)控制系統(tǒng),如果

13、系統(tǒng)的輸出量和輸入量之間沒有反饋?zhàn)饔茫敵隽繉?duì)系統(tǒng)的控制過程不發(fā)生影響時(shí)，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 圖1-5是數(shù)控線切割機(jī)的進(jìn)給系統(tǒng).,數(shù)控線切割機(jī)的進(jìn)給系統(tǒng)(圖1-5),開環(huán)控制系統(tǒng)職能方框圖（圖1-6）,開環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)：,1、結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 2、動(dòng)作快，較穩(wěn)定。 3、有了誤差無法自動(dòng)調(diào)整。,閉環(huán)控制系統(tǒng),如果系統(tǒng)的輸出量與輸入量之間具有反饋聯(lián)系，即輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制過程有直接影響，這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)是按照反饋控制原理工作的，又稱為反饋控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的信號(hào)傳遞路線構(gòu)成閉合回路（閉環(huán)）。 前面介紹的離心調(diào)速器控制系統(tǒng)和恒溫箱溫度恒定自動(dòng)控制系統(tǒng)都是閉環(huán)控制

14、系統(tǒng)。,直流伺服電機(jī)速度伺服控制系統(tǒng)（圖1-8）,直流伺服電機(jī)速度控制系統(tǒng)職能方框圖（圖1-9）,閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),1、可以自動(dòng)的糾正和補(bǔ)償輸出量誤差，提高控制精度。,2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。,3、參數(shù)選擇不適當(dāng)將會(huì)引起閉環(huán)控制系統(tǒng)振蕩，甚至不能工作。,復(fù)合控制系統(tǒng),在輸出和輸入之間同時(shí)存在開環(huán)控制和閉環(huán)控制的系統(tǒng)，稱為復(fù)合控制系統(tǒng)。 它實(shí)質(zhì)上是在閉環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用開環(huán)通路提供一個(gè)補(bǔ)償?shù)妮斎胱饔?，如圖1-11所示。,復(fù)合控制系統(tǒng)(圖1-11）,這種系統(tǒng)兼有開環(huán)和閉環(huán)兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)， 因而可大大提高系統(tǒng)的性能。,三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成,串聯(lián)校正元件,給定元件 反饋元件(檢測(cè)元件) 比較元

15、件 放大變換元件 執(zhí)行元件（驅(qū)動(dòng)元件） 被控對(duì)象 校正元件（校正裝置）,給定元件,用來產(chǎn)生控制信號(hào)或輸入信號(hào)（輸入量）的元件。 例如數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的輸入裝置、恒溫箱控制系統(tǒng)的給定電位器就是給定元件。,反饋元件(檢測(cè)元件),用來測(cè)量（輸出量）被控制量的實(shí)際值，并經(jīng)過處理，轉(zhuǎn)換為與輸出量有一定函數(shù)關(guān)系的反饋量的元件。 檢測(cè)元件大多是將非電量轉(zhuǎn)換為電量的元件。,它是用來對(duì)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，得出偏差信號(hào)的元件。比較元件實(shí)際上是信號(hào)綜合環(huán)節(jié)（可以相減或相加），它往往不是一個(gè)專門的物理元件，有時(shí)也叫比較環(huán)節(jié)。 例如：離心調(diào)速器的套筒比較機(jī)構(gòu)、恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)中的比較電路等。,比較元件,它是對(duì)

16、偏差信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大和功率放大的元件。 如電壓、電流、功率放大器、可控硅整流調(diào)壓裝置和電液伺服閥等。,放大變換元件,它接收放大變換元件發(fā)出的控制信號(hào)，直接驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象工作，使輸出量按照預(yù)期的規(guī)律運(yùn)行。 例如前述例子中的調(diào)壓器、直流電機(jī)等均為此類元件。,執(zhí)行元件（驅(qū)動(dòng)元件）,它是控制系統(tǒng)需要進(jìn)行控制的裝置、設(shè)備或過程等。被控對(duì)象中要進(jìn)行控制的物理量或參數(shù)稱為被控制量（輸出量）。 例如前述例子中的蒸汽機(jī)、恒溫箱等。,被控對(duì)象（控制對(duì)象）,它是為改善系統(tǒng)的性能而加入系統(tǒng)中的輔助元件（裝置），而不是閉環(huán)控制系統(tǒng)必須具有的元件（裝置）。 串聯(lián)在系統(tǒng)前向通道內(nèi)的校正元件稱為串聯(lián)校正裝置；接成反饋形式的校正

17、元件稱為并聯(lián)校正裝置。 常用的電子調(diào)節(jié)器、測(cè)速發(fā)電機(jī)等均可作為此類元件。,校正元件（校正裝置）,第三節(jié) 控制系統(tǒng)的基本類型,一、按輸入量輸出量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可分為三種； 二、按系統(tǒng)傳遞信號(hào)性質(zhì)可分為兩種。,按輸入量輸出量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可分為三種,恒值控制系統(tǒng)（自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)） 程序控制系統(tǒng) 隨動(dòng)系統(tǒng),恒值控制系統(tǒng)（自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)）,這類系統(tǒng)的輸入量是一個(gè)不變的恒值，系統(tǒng)的基本任務(wù)是排除各種干擾因素的影響，使被控制量（輸出量）以一定精度等于系統(tǒng)的輸入量。 例如蒸汽機(jī)離心調(diào)速器系統(tǒng)、恒溫箱溫度控制系統(tǒng)等。,程序控制系統(tǒng),這類系統(tǒng)的輸入量是變化的，且變化規(guī)律是預(yù)先確定了的已知的時(shí)間函數(shù)。系統(tǒng)的任務(wù)是使輸出量按預(yù)

18、先給定的規(guī)律（程序）變化。 例如，數(shù)控線切割機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、熱處理爐溫控制系統(tǒng)等都屬于此類。,隨動(dòng)系統(tǒng),這類系統(tǒng)的輸入量是變化規(guī)律預(yù)先不能確定的任意時(shí)間函數(shù)，系統(tǒng)的任務(wù)是保證輸出量以一定精度跟隨輸入量的變化，并能克服各種干擾因素的影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化規(guī)律，即輸入量是隨機(jī)的，而輸出量是隨動(dòng)的（隨動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域又稱為伺服系統(tǒng)）。,按系統(tǒng)傳遞信號(hào)性質(zhì)可分為兩種,連續(xù)控制系統(tǒng) 離散控制系統(tǒng),連續(xù)控制系統(tǒng),系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和各個(gè)部分所傳輸?shù)男盘?hào)都是連續(xù)變化的模擬量的系統(tǒng)稱為連續(xù)控制系統(tǒng)。 前述的離心調(diào)速器、恒溫箱溫度控制系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)等大多數(shù)的閉環(huán)控制系統(tǒng)都屬于此類。,離散控制系統(tǒng),系統(tǒng)中

19、某一處或數(shù)處信號(hào)是以脈沖序列或數(shù)碼的形式傳遞的系統(tǒng)稱為離散控制系統(tǒng)。 若用采樣開關(guān)（采樣器）將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖形式的系統(tǒng)，稱為脈沖控制系統(tǒng)； 用模數(shù)（a/d）轉(zhuǎn)換器將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并用數(shù)字控制器或數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和信號(hào)處理的系統(tǒng)，稱為數(shù)字控制系統(tǒng)或稱計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。,第四節(jié) 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求,快速性,穩(wěn)定性,準(zhǔn)確性,基本要求,穩(wěn) 定 性,控制系統(tǒng)能夠正常工作的首要條件是系統(tǒng)必須穩(wěn)定，這是對(duì)控制系統(tǒng)提出的最基本的要求。 系統(tǒng)穩(wěn)定性是系統(tǒng)本身的一種特性，由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成元件的參數(shù)所決定。,穩(wěn) 定 性,如果在輸入量的作用下系統(tǒng)的輸出量能夠達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)或擾動(dòng)量去掉以后系統(tǒng)的輸

20、出量能夠恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。,穩(wěn)定系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)曲線（圖1-13）,不穩(wěn)定系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)曲線（圖1-14）,穩(wěn) 定 性,系統(tǒng)穩(wěn)定性包括兩方面的含義： 一是系統(tǒng)是穩(wěn)定的，這就是系統(tǒng)的絕對(duì)穩(wěn)定性，前面定義的穩(wěn)定性就是這個(gè)含義；二是系統(tǒng)穩(wěn)定性的程度，即相對(duì)穩(wěn)定性。,快 速 性,控制系統(tǒng)的快速性是指當(dāng)系統(tǒng)的輸出量與給定的輸入量（或輸出量的期望值）之間產(chǎn)生偏差時(shí)，消除這種偏差的快慢程度。 快速性有兩方面的含義： 一是系統(tǒng)對(duì)輸入量的響應(yīng)速度，它表現(xiàn)為當(dāng)輸入量施加以后，系統(tǒng)輸出量跟隨輸入量變化的迅速程度；二是振蕩衰減的快慢程度，它表現(xiàn)為系統(tǒng)輸出量跟隨輸入量變化的瞬態(tài)響應(yīng)過程（過渡過程）結(jié)束

21、的迅速程度。,準(zhǔn) 確 性,控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性是用系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差來衡量的。 穩(wěn)態(tài)誤差是指輸入量作用系統(tǒng)以后，當(dāng)過渡過程結(jié)束時(shí)，輸出量的實(shí)際值與輸出量的期望值之間的差值。 穩(wěn)態(tài)誤差是衡量系統(tǒng)工作性能的重要指標(biāo)，其值越小，控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性越好，控制精度越高。,小 結(jié),不同的控制系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)、準(zhǔn)、快這三方面的要求是有所側(cè)重的。 對(duì)于同一個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)、準(zhǔn)、快這三方面的要求是相互制約的。 分析和解決控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，并解決它們之間的矛盾，正是本書所要討論的主要內(nèi)容。,習(xí)題,1、試比較開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。 2、試列舉幾個(gè)日常生活中的開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，并說明它們的工作原理。,習(xí)題,3. 圖1-15所示是水箱液位控制系統(tǒng)。試說明其工作原理，找出輸入量、輸出量、擾動(dòng)量及被控對(duì)象，并繪制出職能方框圖。,習(xí)題,解：圖1-15所示是