第1章自动控制的一般概念1.ppt

2008-07 自动控制原理 * 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 2008-07 自动控制原理 * 稳定性： 1 对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。 2 对随动系统，被控制量始终跟踪参据量的变化。 稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性，通常由系统的结构决定与外界因素无关。 1.5 对自动控制系统的基本要求 1、对自动控制系统性能的基本要求 可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。 稳 准 快 2008-07 自动控制原理 * 准确性： 用稳态误差来表示。 在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。 快速性： 对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。 稳定高射炮射角随动系统，虽然炮身最终能跟踪目标，但如果目标变动迅速，而炮身行动迟缓，仍然抓不住目标。 2、典型外作用 选作典型外作用的条件： （1）易得性 （2）代表性 （3）简单性 典型外作用： （1）阶跃函数 （2）斜坡函数 （3）脉冲函数 （4）正弦函数 2006-07 自动控制原理 * 2008-07 自动控制原理 * 2）根据对系统性能的要求，如何合理地设计校正装置，使系统的性能能全面地满足技术上的要求。 1.5.2本课程的任务 本课程所要研究的两大课题： 1）对于一个具体的控制系统，如何从理论上对它的动态性能和稳态精度进行定性的分析和定量的计算。 2006-07 自动控制原理 * 图1-6（a）是一个液位控制系统原理图。在这里，自动控制器通过比较实际液位与希望液位，并通过调整气动阀门的开度，对误差进行修正，从而保持液位不变。图1-6（b）是该控制系统的方框图。试画出相应的人工操纵液位控制系统方块图。 例题1-1 2008-07 自动控制原理 * 自动控制原理 * 控制器：比较、放大的作用 浮子：液面高度的反馈元件 Q2为系统的干扰量 气动阀门：执行机构 被控对象：水箱 自动控制原理 * 2、许多机器，像车床、铣床和磨床，都配有跟随器，用来复现模板的外形。下图就是这样一种跟随系统的原理图。在此系统中，刀具能在原料上复制模板的外形。试说明其工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 2006-07 自动控制原理 * 答：模板与原料同时固定在工作台上。X、Y轴直流伺服马达接受控制器的指令，按输入命令带动工作台做X、Y方向运动。 模板随工作台移动时，触针会在模板表面滑动，跟随刀具中的位移传感器将触针感应到的反映模板表面形状的位移信号送到跟随控制器，控制器的输出驱动Z轴直流伺服马达带动切削刀具连同刀具架跟随触针运动，当刀具位置与触针位置一致时，两者位置偏差为零，Z轴伺服马达停止。系统中，刀具是被控对象，刀具位置是被控量，给定量是由模板确定的触针位置。系统方框图如图解1-9所示。最终原料被切割加工成模板的形状。 2006-07 自动控制原理 * 2006-07 自动控制原理 * 自动控制原理 * 有一发电机-电动机调速系统如图1-7所示。其工作原理是操纵者转动操纵电位计的手柄，可使电位计的输出电压Ur改变大小和方向。经前置放大器和直流发电机两极放大，使加在伺服电机上的端电压也随之改变大小和方向。从而使负载具有所要求的转速。试说明该系统的给定值、被控量和干扰量，并画出方块图。 例题1-3 自动控制原理 * 自动控制原理 * 作业 1-1 1-2 1-4 谢谢！ 第1章 自动控制的一般概念 * 第1章 自动控制的一般概念 * 3、利用状态变量，基于时域分析的现代控制理论应运而生。 第1章 自动控制的一般概念 * 术语的关键问题 * * * 自动控制原理 自动控制原理 自动控制原理 自动控制原理 2008-07 自动控制原理 * 自动控制原理 储 忠 2008-07 自动控制原理 * 第一章 自动控制导论 2008-07 自动控制原理 * 第一章 自动控制的一般概念 1.1 引言 1.2自动控制系统术语和示例 1.3闭环控制和开环控制 1.4自动控制系统的分类 1.5对自动控制系统的基本要求 2008-07 自动控制原理 * 历史的回顾 18世纪，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心调节器，是自动控制领域的第一项重大成果。 1922年，Mino