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1、Xian Polytechnic University 自 动 控 制 原 理 电子信息学院控制系 郭亚青 Date1第一章自动控制的一般概念 自动控制原理 运 动 控 制 过 程 控 制 计 算 机 控 制 控 制 系 统 仿 真 现 代 控 制 理 论 学科基础课！课程性质 Date2第一章自动控制的一般概念 获得自动控制系统的基本理论； 掌握分析和综合自动控制系统的基本方法； 具有初步的系统实验基本技能； 为设计自动控制系统打下坚实的基础。 课程任务 Date3第一章自动控制的一般概念 理论性很强，同时注重结合工程实践。 微积分（含微分方程 ） 电机与拖动 模拟电子技术 线性代数 电路理
2、论 信号与系统 自动控制理论 复变函数、拉普拉斯变换 大学物理（力学、热力学） 课程特点 Date4第一章自动控制的一般概念 听 记 做 课程要求 Date5第一章自动控制的一般概念 总学时80，其中理论68，实验12 一、自动控制的一般概念（） 二、控制系统的数学模型（） 三、线性系统的时域分析法（0） 四、线性系统的根轨迹法（+2） 五、线性系统的频域分析法（12） 六、线性系统的校正方法（6+2） 七、线性离散系统的分析与校正（8） 八、非线性控制系统分析（6+2+2） 课时安排 Date6第一章自动控制的一般概念 控制器 减速器 电动机 电位器 浮子 用水开关 Q2 Q1 c if S
3、M 1-1自动控制的基本原理与方式 1-1.1自动控制技术及其应用(1) Date7第一章自动控制的一般概念 l自动控制是指没有人直接参与的情况下，利用外 加的设备或装置（控制装置或控制器），使机器、设 备或生产过程（被控对象）的某个工作状态或参数（ 被控量）自动地按照预定的规律（给定量）运行。 l自动控制系统被控对象控制器 l被控量（输出量） l给定量（输入量） l扰动量：影响被控量不希望，却无法避免。 1-1.1自动控制技术及其应用(2) Date8第一章自动控制的一般概念 公元前我国的自动计时漏壶公元132年张衡研制的候风地动仪 1-1.2自动控制科学(1) Date9第一章自动控制的一
4、般概念 公元235年马钧研制出能自动指示方向的指南车 1-1.2自动控制科学(2) Date10第一章自动控制的一般概念 1-1.2自动控制科学(3) 1788年英国Watt发明的控制蒸汽机速度的离心式调速器 Date11第一章自动控制的一般概念 1913年美国建成最早的 汽车装配流水线 1952年美国MIT研制出第一台数控机床 1-1.2自动控制科学(4) Date12第一章自动控制的一般概念 1954年第一台工业机器人 1981年美国“哥伦比亚”号航天飞 机首次发射成功 1-1.2自动控制科学(5) Date13第一章自动控制的一般概念 装配机器人 汽车自动焊接生产线 1-1.2自动控制科
5、学(6) Date14第一章自动控制的一般概念 自动立体仓库 1-1.2自动控制科学(7) Date15第一章自动控制的一般概念 注塑机 自动搬运车 1-1.2自动控制科学(8) Date16第一章自动控制的一般概念 机器人足球比赛 月球车 1-1.2自动控制科学(9) Date17第一章自动控制的一般概念 机器人干活 机器人跳舞 1-1.2自动控制科学(10) Date18第一章自动控制的一般概念 1-1.2自动控制科学(11) 无人驾驶汽车 空中飞艇 Date19第一章自动控制的一般概念 哈勃望远镜特殊卫星 中巴资源卫星 控制其准确地进入预定轨道运行并回收 1-1.2自动控制科学(13)
6、Date20第一章自动控制的一般概念 按预定轨迹飞行 1-1.2自动控制科学(14) Date21第一章自动控制的一般概念 制导导弹 瞄准目标 1-1.2自动控制科学(15) Date22第一章自动控制的一般概念 1-1.2自动控制科学(16) 搜索目标 Date23第一章自动控制的一般概念 1-1.2自动控制科学(17) n自动调节原理（20世纪以前） 反馈理论 n经典控制理论(20世纪初) 时域法 复域法(根轨迹法) 频域法 n现代控制理论(20世纪60年代) 线性系统 自适应控制 最优控制 鲁棒控制 最佳估 计 容错控制 系统辨识 集散控制 大系统复杂 系统 n智能控制理论(20世纪70
7、年代) 专家系统 模糊控制 神经网络 遗传算法 Date24第一章自动控制的一般概念 1-1.3反馈控制原理 n构成负反馈（形式） n按偏差控制（实质） 【理解】 将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较， 利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除 偏差的目的。 Date25第一章自动控制的一般概念 1-1.4反馈控制系统的基本组成 Date26第一章自动控制的一般概念 电压 放大 功率 放大 SMif 负载 n + - u0 ua + - 电压放 大 功率放 大 电动机 uau0 n 方框图： 一般形式： 控制器被控对象 给定量被控量 1-1.5自动控制系统基本控制方式（开环控制）
8、 Date27第一章自动控制的一般概念 闭环控制 电 压 放 大 功 率 放 大 SM 负载 n + - u0 ua + - TG ut ue + - 电压 放大 功率 放大 电动 机 uau0n方 框 图 电 位 器 测速电机 ue ut 被控量 控制器被控对象 给定量 检测装置 Date28第一章自动控制的一般概念 被控量 控制器被控对象 给定量 检测装置 补偿装置 被控量 控制器被控对象 给定量 检测装置 补偿装置 扰动量 按输入补偿 按扰动补偿 复合控制 Date29第一章自动控制的一般概念 按扰动补偿复合控制 电 压 放 大 功 率 放 大 SM 负载 n u0 ua ue TG u
9、t + - 电压 放大 R i ub uR uc uv n 功放电动机 u0 测速电机 补偿装置 负载转矩 压放 ue ut uv uR ub uauc Date30第一章自动控制的一般概念 1-3自动控制系统的分类 开环控制 闭环控制 复合控制 按控制 方式分 机械系统 电气系统 机电系统 液压系统 气动系统 生物系统 按元件 类型分 按系统 性能分 线性系统 非线性系统 连续系统 定常系统 时变系统 确定性系统 不确定性系统 离散系统 恒值控制系统 随动系统 程序控制系统 按参据量 变化规律分 Date31第一章自动控制的一般概念 稳定性 快速性 准确性 1-4对自动控制系统的基本要求 Date32第一章自动控制的一般概念 作 业 12 15 Date33第一章自动控制的一般概念
