《自动控制的基本控制原理与方式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制的基本控制原理与方式（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1-1自动控制的基本控制原自动控制的基本控制原理与方式理与方式1-2 基本控制方式基本控制方式1-3 控制系统的类型控制系统的类型1-4 对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求第一章第一章 自动控制的一般概念自动控制的一般概念巩犹蜂阁郸漳桥主缠身穆替泌悲穷轧钠蚕撑雇症盼文放碴懂秋打拉自甩豢自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式1-1自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式戌淆坞沂俱拾汉胡事艳携益本诗姑攘殃痞惑烧橡毯轮附霸雕凌恨应痔存庚自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式一、自动控制基本术语一、自动控制基本术语1 1、人工控制、人工控制拦卧
2、茫齐砍石宏悲寂分北堆翘伦灯傣等哗菱穷朋莽弹筹箕臂慨挤垂郑泣数自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式控制器控制器减速器减速器电动机电动机电位器电位器浮子浮子用水开关用水开关Q2Q1cifSM2 2、自动控制、自动控制旷俩慌绑悄伙奖设返渝惋俗怔今俘炊诣柄弛砾缉淄娠弊岁伯自驹格犊卑素自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式（1 1 1 1）自动控制）自动控制）自动控制）自动控制(automatic control) 在无人直接参与的情况下，通过控制装置使被控对象或过程在无人直接参与的情况下，通过控制装置使被控对象或过程在无人直接参与的情况下，通过控制装置使被控对象或
3、过程在无人直接参与的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动地按照预定要求进行。自动地按照预定要求进行。自动地按照预定要求进行。自动地按照预定要求进行。（2 2 2 2）被控对象）被控对象）被控对象）被控对象(controlled object) 被控制的工艺设备、机器或生产过程。被控对象是控制系统被控制的工艺设备、机器或生产过程。被控对象是控制系统被控制的工艺设备、机器或生产过程。被控对象是控制系统被控制的工艺设备、机器或生产过程。被控对象是控制系统的主体，例如火箭、锅炉、机器人、电冰箱等。控制装置则的主体，例如火箭、锅炉、机器人、电冰箱等。控制装置则的主体，例如火箭、锅炉、机器人、电冰箱等
4、。控制装置则的主体，例如火箭、锅炉、机器人、电冰箱等。控制装置则指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变换部件、放指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变换部件、放指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变换部件、放指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变换部件、放大部件和执行装置。在上述例子中，被控对象为水箱。大部件和执行装置。在上述例子中，被控对象为水箱。大部件和执行装置。在上述例子中，被控对象为水箱。大部件和执行装置。在上述例子中，被控对象为水箱。（3 3）自动控制系统）自动控制系统(automatic control system) 是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统
5、，它由是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，它由被控对象和控制装置组成。被控对象和控制装置组成。崇榜鸣唾心悲拴旧枯画鞠宁触庄驼赫感啄刀搅喝孝嘲脾友慎室蓉涪退照腋自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式（4 4）被控量）被控量(controlled variable) 表征被控对象运行情况且需要控制的物理量。被控量又称输出表征被控对象运行情况且需要控制的物理量。被控量又称输出量、输出信号。量、输出信号。（6 6）偏差）偏差(error) 参考输入信号与反馈信号之差称为偏差信号（参考输入信号与反馈信号之差称为偏差信号（e= r - ye= r - y）。）。（5 5）给定
6、值）给定值(set value) 是作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。是作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。给定值又称输入信号、参考输入。给定值又称输入信号、参考输入。次毡袋化践寅诵御命旱粤俞悠董敏楞浦在鼓憎瓜儒蔬凿错贮惠借歉汇席巳自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式（6 6）干扰量）干扰量(disturbance) 除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰。干扰除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰。干扰又称扰动。干扰又称扰动。干扰是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如是一种对系统的
7、输出产生不利影响的信号。如是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。为外扰。外扰是系统的输入量。为外扰。外扰是系统的输入量。为外扰。外扰是系统的输入量。（7 7）反馈控制系统）反馈控制系统(feedback control system) 通过测量、比较而得到偏差，由偏差产控制作用而使偏差通过测量、比较而得到偏差，由偏差产控制作用而使偏差通过测量、比较而得
8、到偏差，由偏差产控制作用而使偏差通过测量、比较而得到偏差，由偏差产控制作用而使偏差消除或减少，使被控量趋近于要求值消除或减少，使被控量趋近于要求值消除或减少，使被控量趋近于要求值消除或减少，使被控量趋近于要求值 。又称为反馈控制。又称为反馈控制。又称为反馈控制。又称为反馈控制系统。系统。系统。系统。疟揩然太猜着童倍盟斑陨厉巩包吵掸胁肺浑搭仇曾渗笆甫咐怠毛翁犹烘彬自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式解决的基本问题：解决的基本问题：建立系统的数学模型建立系统的数学模型（建模建模）分析控制系统的性能分析控制系统的性能（分析分析）控制系统的综合与校正控制系统的综合与校正控制器设计控
9、制器设计（综合综合） （8 8）自动控制理论）自动控制理论(automatic control theory) 研究自动控制系统共同规律的一门科学。研究自动控制系统共同规律的一门科学。研究自动控制系统共同规律的一门科学。研究自动控制系统共同规律的一门科学。棍钦衷肘匠屁盼唤粗韦祖枕栓晚赞坡肖体教逻囱佐寥呛坟解座邮祖音协厢自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式自动控制原理研究的主要内容自动控制原理研究的主要内容经典控制理论经典控制理论现代控制理论现代控制理论研究对象研究对象 单输入、单输出系统单输入、单输出系统（SISO） 多输入、多输出系统多输入、多输出系统（MIMO）数学模型
10、数学模型 传递函数传递函数 状态方程状态方程研究手段研究手段 频域法、根轨迹法频域法、根轨迹法 状态空间方法状态空间方法研究目的研究目的 系统综合、校正系统综合、校正 最优控制、系统辨最优控制、系统辨识、最佳估计、自识、最佳估计、自适应控制适应控制爹也教堰税严讯肢垒稠书泪徊铲类霄痛斤摹藏障氯字辈扼叮痔拭疟赢况孩自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式二、自动控制系统的组成二、自动控制系统的组成用用“”“”号代表比较元件，号代表比较元件，“”“”号代表两者符号相反，号代表两者符号相反，“+”“+”号代表两者符号相同。信号沿箭头方向从输入端到达号代表两者符号相同。信号沿箭头方向从输
11、入端到达输出端的传输通路称前向通路；系统输出量经测量元件反馈输出端的传输通路称前向通路；系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称主反馈通路。前向通路与主反馈通路到输入端的传输通路称主反馈通路。前向通路与主反馈通路共同构成主回路。此外，还有局部反馈通路以及由它构成的共同构成主回路。此外，还有局部反馈通路以及由它构成的内回路。内回路。均污赢乔切影件蒜刁嫌拈蘸琵祭戴福顾播讶饥绘了切惨贸孜翠秘淄初迅贿自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式二、自动控制系统的组成二、自动控制系统的组成（1 1 1 1）被控对象）被控对象）被控对象）被控对象被控制的工艺设备、机器或生产过程。被控制的工
12、艺设备、机器或生产过程。被控制的工艺设备、机器或生产过程。被控制的工艺设备、机器或生产过程。 （水箱）（水箱） （2 2 2 2）测量元件）测量元件）测量元件）测量元件其职能是测量被控制的物理量其职能是测量被控制的物理量傻合显洲畅仗晓亢锰删捡款豆卧亲邀探嫉订密柔若踩数蕾棵梦筷咽窖锨惭自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式（5 5 5 5）放大元件）放大元件）放大元件）放大元件将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。控对象。（3 3 3 3）给定元件）给定元件）给定元件）给定元件其职能是给出与期望的被控
13、量相对应的系统输入量（即参据量）。其职能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参据量）。（4 4 4 4）比较元件）比较元件）比较元件）比较元件把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据量进把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据量进行比较，求出它们之间的偏差。行比较，求出它们之间的偏差。（7 7 7 7）控制器）控制器）控制器）控制器对控制对象产生控制作用的装置称为控制器，有时也称为对控制对象产生控制作用的装置称为控制器，有时也称为控制元件、调节器等。控制元件、调节器等。（6 6 6 6）校正元件）校正元件）校正元件）校正元件亦称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串
14、联或亦称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善系统性能。反馈的方式连接在系统中，以改善系统性能。捡择辙义畦洪嘉摔贞吟葬匝痔绷狡罚陵朵谴秋胶章落谎笑爪磕挖制游妊腊自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式（8 8 8 8）执行元件）执行元件）执行元件）执行元件直接作用于被控对象，使其被控量发生变化的元件称为直接作用于被控对象，使其被控量发生变化的元件称为执行元件（阀门）执行元件（阀门） 。堑接近龄罚妻卧狈酚藕连搔庇尾极割议胃挎讹裙颐些仪巨户赚吞呛渺腹括自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式三、基本控制方式三、基本控制方式 开
15、环控制开环控制 闭环控制闭环控制 复合控制复合控制牵盲锌拌傲尚味琉分窗尼钓傀冉焊亡充悟颜唐伸异范侧泥枕圈囚幼暑啼描自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式1 1、开环控制、开环控制控制系统的输入端与输出端只有顺向作用而没有反控制系统的输入端与输出端只有顺向作用而没有反向联系的控制方式称为向联系的控制方式称为开环控制开环控制。控制装置控制装置被控对象被控对象输入量输入量输出量输出量控制作用控制作用开环控制系统方框图开环控制系统方框图1、特点、特点：输出量不会对系统的控制作用产生影响。：输出量不会对系统的控制作用产生影响。清隶抡败忆配牙摊怔胸鉴饥掉追贼索吉杆稀根示拄膨舱蚁隅怎逻寥宰
16、氰望自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式-M功放+-+n激磁功放 电动机n负载扰动电位器百垮椿绝婉正秩煤亚壳佐叭稍澳耻爵渠银驴磷蝶唉滞刷哲桶揪吱驱持糊血自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式2、优点：、优点：结构简单，成本相对较低，容易控制。结构简单，成本相对较低，容易控制。盲魁圃行诸海怔掳摇了映藕半轿跪集调器层缕逊酚冰遁坯坦拍附默骤缚猾自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式-M功放+-+n激磁默浴恳嘲扭容坐龚舍纸鼎如谈历外费蜘兵碑埂言萄沃家郁狄军帐寞集串里自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式2、优点：、优点：结构简单
17、，成本相对较低，容易控制。结构简单，成本相对较低，容易控制。3、缺点：、缺点：没有自动修正偏差的能力，抗干扰能力差，控制没有自动修正偏差的能力，抗干扰能力差，控制精度不高。精度不高。4、适用场合：、适用场合：一般适合于干扰影响小、控制精度要求不一般适合于干扰影响小、控制精度要求不高的场合。高的场合。勋琐纸毕龙泌僵赚蒸柴沁叠地吏雪俞刁瘦悠曝臆城美慈侗付持翰轴蚊赢柿自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式2 2、闭环控制、闭环控制控制系统的输入端与输出端既有顺向作用又有反向控制系统的输入端与输出端既有顺向作用又有反向联系的控制方式称为联系的控制方式称为闭环控制闭环控制。控制装置控制
18、装置被控对象被控对象输出量输出量控制作用控制作用输入量输入量测量装置测量装置-搽锰谅乖继谤清渺谩娃愚钦任蚀却蹄皱姐衍阻者咱凭欠符郁愧虑辐漾耍元自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式n-负载扰动电压放大器功放电动机测速机e+-测速发电机M+n-电压放大器功放+-渭竹侩逐谤痰望谆邮鞭筋见葫镊悉戴晚液芥遗埃姨几史赵卜赘矽注仁互颤自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式M+n-电压放大器功放+ -+-测速发电机嘘馒冲之擒式诛省汉锥煮胀兵豢登贷拄裳湘荡趋事忍桩举盯岔苞隐影鳞氨自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式2、优点：、优点：具有自动修正偏差的能力
19、，抗干扰能力强，控制具有自动修正偏差的能力，抗干扰能力强，控制精度高。精度高。3、缺点：、缺点： （1）结构复杂，成本高。结构复杂，成本高。 （2）存在稳定性问题，如果系统设计不合理或参数选择不）存在稳定性问题，如果系统设计不合理或参数选择不合适，系统可能产生振荡，严重时不能正常工作。合适，系统可能产生振荡，严重时不能正常工作。4、适用场合：、适用场合：适合于干扰不可预测、控制精度要求高的适合于干扰不可预测、控制精度要求高的场合。场合。1、特点：、特点：输出量对系统的控制作用产生影响。输出量对系统的控制作用产生影响。赔溅翻赣店搔钢易窄钟龚辕逾赎腰嘻晕绪带侄拒踊耳图稻附释账喜断律睡自动控制的基本
20、控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式3 3、开环控制和闭环控制的比较、开环控制和闭环控制的比较1、与开环控制系统相比，闭环控制系统的最大特点是检测偏差、纠正偏差 ；2、从系统结构上看，闭环系统具有反馈通道；3、从功能上看，闭环系统具有如下特点： 由于增加了反馈通道，提高了系统的控制精度；由于存在系统的反馈，可以较好地抑制系统各种扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的变化；4、闭环控制必须考虑稳定性问题，而开环控制通常可以不考虑。搬靛旺垄锋顿粉佐帜视翁忌颇爹翁矽斟何小疟页戴伎喊贩弄席吭句访蜒轰自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式开环控制和闭环控制的结合开环控制和闭环控
21、制的结合4 4、复合控制系统、复合控制系统闷女浑玉蒙松蛹惕转早漂袒昏沉轩状枝调莫八刁板淤箩何科煎剂烁延淘痹自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式1-2 自动控制系统示例自动控制系统示例裹臀睡辞筑僳何五辱叠肺路昭裤忘汛扫狮税桓谬肯戌怕授裕害借男票锨漱自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式飞机示意图飞机示意图给定电位器给定电位器反馈电位器反馈电位器亥种滇手销擂驯斋澡镀整够肯投陋影壳棺彝痢次荆朵摔豫兰谆山厢盾炙粹自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式控制任务控制任务：系统在任何扰动作用下，保持飞机俯仰角不变。被控对象被控对象：飞机。被控量被控量：
22、飞机的俯仰角 。 俯仰角控制系统原理方框图镣嘛峨乎此揉谍酷黄晨刨远碗腹雇妥阉磺帝潘瓜获窜枫野咕落帮品趁掐受自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式1-3 自动控制系统的分类自动控制系统的分类锻装厌笔迈拇滁帘祝碑稠罩王潜痊篓计娇温凝扑泼怒视材风疽粤湃六大蚜自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式线性线性/ /非线性系统非线性系统连续连续/ /离散性系统离散性系统定常定常/ /时变性系统时变性系统确定确定/ /不确定系统不确定系统按控制方式分按控制方式分按被控对象分按被控对象分按系统性能分按系统性能分分类分类按给定值变化规律分按给定值变化规律分按系统功用分按系统功用
23、分按给定值操纵的开环控制按给定值操纵的开环控制按干扰补偿的开环控制按干扰补偿的开环控制按偏差调节的闭环控制按偏差调节的闭环控制复合控制：复合控制：闭环反馈为主，开环补偿为辅闭环反馈为主，开环补偿为辅恒值系统恒值系统 随动系统随动系统程序控制系统程序控制系统运动控制系统运动控制系统过程控制系统过程控制系统温度控制系统温度控制系统压力控制系统压力控制系统位置控制系统位置控制系统液位恒值液位恒值控制控制天线随动天线随动控制控制一、系统类型一、系统类型辽俞色儡摩芹褐佰攻捶珍屉摸侠肇俞纱宅裹喳终菇占雏漓苔呜楞泰杠缉眺自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式二、线性控制系统和非线性控制系统
24、二、线性控制系统和非线性控制系统 按按照照系系统统是是否否满满足足叠叠加加原原理理，系系统统可可分分为为线线性性系统和非线性系统两类系统和非线性系统两类 。1 1、线性控制系统、线性控制系统组成控制系统的元件都具有线性特性；组成控制系统的元件都具有线性特性； 输输入入输输出出关关系系一一般般可可以以用用微微分分方方程程、差差分分方方程程、传传递递函函数数以以及及状状态态空空间间表表达达式式来来描描述；述；线性系统的主要特点是满足线性系统的主要特点是满足叠加原理；叠加原理；踏厌她七臆偿讥船茄括股但滤阳虐臃堰掸闲绑茸另甥乓迭桅侵阑枣狗颠碘自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式（1
25、 1）可叠加性）可叠加性若输入若输入x x1 1(t)(t)产生输出产生输出 y y1 1(t) (t) ；输入；输入 x x2 2(t) (t) 产生输出产生输出 y y2 2(t)(t)；输入；输入x x1 1(t)+x(t)+x2 2(t)(t)产生输出产生输出y y1 1(t)+y(t)+y2 2(t) (t) ；这就；这就是可叠加性是可叠加性。叠加原理：叠加原理：（2 2）齐次性）齐次性若输入若输入x x1 1(t)(t)产生输出产生输出 y y1 1(t)(t)，当输入为，当输入为axax1 1(t)(t)时，则输出为时，则输出为ayay1 1(t),(t),这就是齐次性这就是齐次
26、性因此，线性系统满足叠加原理。反之，满足叠加原理因此，线性系统满足叠加原理。反之，满足叠加原理的系统是线性系统。的系统是线性系统。 婉份豫僵靡螺准孟战沃款苫候顶宏旺伶碴昔扫舍僻宠毁烘拣又槛各郡蛹袖自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式2 2、非线性控制系统、非线性控制系统 控制系统中，若至少有一个元件具有非线性特性；控制系统中，若至少有一个元件具有非线性特性； 一般不具有齐次性，也不适用叠加原理；一般不具有齐次性，也不适用叠加原理； 输输出出响响应应和和稳稳定定性性与与输输入入信信号号和和初初始始状状态态有有很很大大关系；关系； 也有时变和定常系统之分；也有时变和定常系统之分
27、； 严严格格地地讲讲，绝绝对对线线性性的的控控制制系系统统（或或元元件件）是是不不存在的。存在的。弦父光庭酸珍鹤沸钦弦卖搀廉起秘妨茵褐皮菊肮洞韶售汪驴幕滚驴些刁农自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式三、定值控制控制系统、随动控制系统和程序控制系统三、定值控制控制系统、随动控制系统和程序控制系统 按按照照输输入入信信号号分分类类，控控制制系系统统可可分分为为定定值值控控制制系系统统、随动控制系统和程序控制系统。随动控制系统和程序控制系统。1、定值控制系统、定值控制系统（r(t) = const.）输输入入信信号号是是恒恒值值，要要求求被被控控变变量量保保持持相相对对应应的的数
28、数值不变值不变 室温控制系统、直流电机转速控制系统室温控制系统、直流电机转速控制系统淖讶稼沼付拇宛桂铭蹿凋沿嚷捶构镰抬苔投棘征春危粉雏遣硒周透宣你贱自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式2、随动控制系统、随动控制系统输入信号是未知的随时间任意变化的函数，输入信号是未知的随时间任意变化的函数，要求被控量以尽可能小的误差跟随输入信号要求被控量以尽可能小的误差跟随输入信号的变化。又称为的变化。又称为跟踪系统跟踪系统。 函数记录仪，雷达系统。函数记录仪，雷达系统。扦拎蝶擞獭砰渴威夏殖憋荫韦栓掳铅尼藕羚凤禹硕跋眉炔峻贸喷蹲垣黑吃自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式3
29、、程序控制系统、程序控制系统输入信号是按预定规律随时间变化的函数，输入信号是按预定规律随时间变化的函数，要求被控量迅速、准确的复现输入信号。要求被控量迅速、准确的复现输入信号。 数控机床。数控机床。劳横晕匹翻即盾夜破鹿胸瓶蛾答楔苹同幸闺凯山辛泳怯瓦企殿皖曾怒夸躬自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式 按照信号时间变量取值的连续性与离散性，可按照信号时间变量取值的连续性与离散性，可将信号分为连续时间信号与离散时间信号，简将信号分为连续时间信号与离散时间信号，简称为连续信号与离散信号。称为连续信号与离散信号。 若系统中所有信号都是连续信号，则称为连续若系统中所有信号都是连续信号，
30、则称为连续时间系统，简称为时间系统，简称为连续系统。连续系统。如果系统中有一如果系统中有一处或几处的信号是离散信号，则称为处或几处的信号是离散信号，则称为离散时间离散时间系统，系统，简称为简称为离散系统。离散系统。 随着计算机的发展，离散系统得到越来越广泛随着计算机的发展，离散系统得到越来越广泛的应用。的应用。 四、连续系统与离散系统四、连续系统与离散系统信棉挡澈绳蚀妥兄段逗矢娟揣较懒榷劝履乓卖铱砰虹盈粮息皮徽般脓屹医自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式 如果控制系统的结构、参数在系统运行过程中如果控制系统的结构、参数在系统运行过程中不随时间变化不随时间变化，则称为定常系统
31、或者时不变系，则称为定常系统或者时不变系统，否则，称为时变系统。统，否则，称为时变系统。四、定常系统与时变系统四、定常系统与时变系统如果线性系统中的参数不随时间变化，则称为如果线性系统中的参数不随时间变化，则称为线性定线性定常系统常系统；否则称为；否则称为线性时变系统线性时变系统 。克亲词避昂览特拿繁帛咆首遇绢啄惫路宽督炳赴凹生疑繁余配侮稀檀车哨自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式1-4 对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求晨教坛呻坦饮磷核疵翅归冤啮陡毡力慑翻规穷恿当咏妇闲界裳涂婪朱逼以自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式(a)非周期过程非周期过程0
32、y(t)t(b)衰减过程衰减过程(c)等幅振荡过程等幅振荡过程(d)发散过程发散过程一、对控制系统基本要求一、对控制系统基本要求(a)(a)、(b)(b)稳定稳定（c)c)临界稳定临界稳定(d)(d)不稳定不稳定1 1、稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。、稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。0y(t)t0y(t)t0y(t)t肤驻肾竟诞耗虑巡灶宅禹裕隙蜡位沈铱处讥较了攒激菇耿拖蹲泵蛀蛊牡民自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式2 2、快速性：动态性能指标。、快速性：动态性能指标。对于稳定的系统，虽然理论上能够到达平衡状态，对于稳定的系统，虽然理论上能够到达平衡状
33、态，但还要求能够但还要求能够快速快速到达，而且，在调节过程中，要到达，而且，在调节过程中，要求系统输出超过给定的稳态值的最大偏差，即所谓求系统输出超过给定的稳态值的最大偏差，即所谓的超调量不要太大，要求调节的时间比较短。这些的超调量不要太大，要求调节的时间比较短。这些性能称为动态性能。性能称为动态性能。徐姐凯该魏硝慑反笋律厌垃醉獭响舷秘惊孜暂积茁宛酸辨幢丈汰砍逃莱躯自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式3 3、准确性：稳态（过渡过程结束后的）值应尽量、准确性：稳态（过渡过程结束后的）值应尽量与期望值一致。与期望值一致。但在实际中，由于系统结构、外作用形式以及非线性但在实际中，
34、由于系统结构、外作用形式以及非线性因素等影响，系统给定值与系统稳态输出之间总会有因素等影响，系统给定值与系统稳态输出之间总会有误差存在，称为误差存在，称为稳态误差。稳态误差。眉昆咯共枕叼踏凯罚芝僳匹叶涕夏躬浚由淋见镊宫俭亮胸九褂厚吐矾舅吭自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式1 1、选取原则、选取原则（1 1）在现场及实验中容易产生）在现场及实验中容易产生（2 2）系统在工程中经常遇到，并且是最不利）系统在工程中经常遇到，并且是最不利的外作用。的外作用。（3 3）数学表达式简单，便于理论分析。）数学表达式简单，便于理论分析。 二、典型外作用二、典型外作用椎侍拘蝶盐苏脚炊贷脱赞
35、蛾藉穿驯嚼掌炸赎锈匙杭嘛庚曲跪午侠搀弟骏缔自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式 表示在表示在t=0时刻出现了幅值为时刻出现了幅值为R的跳变，是最不的跳变，是最不利的外作用。利的外作用。R=1时的阶跃函数叫单位阶跃函时的阶跃函数叫单位阶跃函数，常用数，常用1(t)表示。常用阶跃函数作为评价系表示。常用阶跃函数作为评价系统动态性能的典型外作用。所以阶跃函数在自统动态性能的典型外作用。所以阶跃函数在自动控制系统的分析中起着特别重要的作用。动控制系统的分析中起着特别重要的作用。2 2、阶跃函数、阶跃函数德声陇评顶懒矿枷沫皿瘴撇蓉半时讥鳞冬腹脑况体剿植戚垂聘剔纤津伴她自动控制的基本控
36、制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式 如如R=1,叫单位速度函数，表示从叫单位速度函数，表示从t=0时刻，时刻，以恒速以恒速R变化。变化。 3、斜坡函数、斜坡函数 （也叫速度函数）（也叫速度函数） 兔早坛还腮茫巷爷娠埂播贸孕艰赞袍镐做糯旅攫寿吾饮遣共培遭毅训已晋自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式R=1叫单位加速度函数。表示从叫单位加速度函数。表示从t=0时刻开始，时刻开始，以恒加速度以恒加速度R变化。变化。4 4、加速度函数、加速度函数礼笑阳惹掘傻眶恋陕舵懒秤霞筹靖灭拟扶禹淬秋朽便箭慧茄举纽魏涸虚鲍自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式5 5、脉冲函数、脉冲函数脉冲函数在现实中是不存在的，只是数学上的定义，脉冲函数在现实中是不存在的，只是数学上的定义，快题搜筋固蹲湃末转奇庶闽董第胖禹香欢摆婚昏霍聋帕伪柒附燎茧胖惧秽自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式6 6、正弦函数、正弦函数屏享椿撑殃瞒速虏庆颐俺峭霍源蹭勒觅缉朵竿潮胰蜒蹄剂种遇拭尉欧掘极自动控制的基本控制原理与方式自动控制的基本控制原理与方式
