文档介绍：1-1自动控制的基本控制原理与方式
1-2 基本控制方式
1-3 控制系统的类型
1-4 对控制系统的基本要求
第一章自动控制的一般概念
1-1自动控制的基本控制原理与方式
一、自动控制基本术语
1、人工控制
控制器
减速器
电动机
电位器
浮子
用水开关
Q2
Q1
c
if
SM
2、自动控制
(1)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自动地按照预定要求进行。
(2)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、放大部件和执行装置。在上述例子中,被控对象为水箱。
(3)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,它由被控对象和控制装置组成。
(4)被控量(controlled variable)
表征被控对象运行情况且需要控制的物理量。被控量又称输出量、输出信号。
(6)偏差(error)
参考输入信号与反馈信号之差称为偏差信号(e= r - y)。
(5)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。给定值又称输入信号、参考输入。
(6)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。
(7)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消除或减少,使被控量趋近于要求值。又称为反馈控制系统。
解决的基本问题:
建立系统的数学模型(建模)
分析控制系统的性能(分析)
控制系统的综合与校正——控制器设计(综合)
(8)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。
自动控制原理研究的主要内容
经典控制理论
现代控制理论
研究对象
单输入、单输出系统(SISO)
多输入、多输出系统(MIMO)
数学模型
传递函数
状态方程
研究手段
频域法、根轨迹法
状态空间方法
研究目的
系统综合、校正
最优控制、系统辨识、最佳估计、自适应控制
二、自动控制系统的组成
用“○”号代表比较元件,“—”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。