第一章-汽车电子设备自动控制系统的基本概念.ppt

第29页 本章小节 本章介绍了自动控制理论的应用领域、发展过程和分类。通过一些控制系统实例讨论了手动控制、自动控制、自动控制系统的工作原理、方框图、系统分类等相关基本概念。最后介绍了本课程将要介绍的主要内容，以利于读者从总体上把握本课程的相关知识。 本章重点 要求掌握手动控制与自动控制、自动控制系统及其工作原理与组成、方框图、开环控制与闭环控制、系统输入量与输出量的相关基本概念。了解本课程将要学习的内容。 汽车课件下载 现代汽车电子设备控制 第一章 汽车电子设备自动控制系统的基本概念 第二章 汽车电子设备自动控制系统的数学模型 第三章汽车电子设备自动控制系统的时域分析 第四章 频率法分析 第五章 根轨迹法 第六章汽车电子设备控制系统的综合校正 第七章 非线性控制系统分析 第一章 汽车电子设备自动控制系统的基本概念 第一节 自动控制的作用 第二节 自动控制理论的发展简介 第三节 自动控制与自动控制系统 第四节 开环控制与闭环控制 第五节 本课程的内容和特点 本章小节、重点 第01页 第02页 第一章 控制系统的基本概念 在科学和工程技术的发展过程中，汽车电子设备自动控制技术起着重要的作用。除了在宇宙飞船、导弹发射和飞机驾驶等系统中，自动控制技术具有特别重要的作用之外，它在现代机器制造和工业生产过程中也是不可缺少的重要组成部分。 随着自动控制理论和技术的不断发展，给人们提供了获得动态系统最佳性能的方法，提高了产品质量，降低了生产成本，提高了劳动生产率，使人们从繁重的体力劳动和重复的手工操作中解放出来。 本章将对本课程的主要内容作一个简介，使读者对自动控制理论的内容有一个基本了解，以便更好地学习以后各章节。 第一节 汽车电子设备自动控制的作用 自动控制，是指在人不直接参与的情况下，通过控制器使被控对象（如机器设备、生产过程等）自动地按照预定的规律进行工作。 一、自动控制技术应用于军事、航天领域 火炮、雷达、跟踪系统； 人造卫星； 宇宙飞船。 二、自动控制技术应用于工业生产过程 轧钢过程； 工业窑炉； 车辆工程； 石油化工； 水泥建材； 玻璃、造纸等。 第03页 第04页 第二节 自动控制理论发展简介 自动控制理论是自动控制技术的基础理论，是一门理论性较强的工程科学。根据自动控制技术的发展进程，自动控制理论可分为经典控制理论和现代控制理论两大部分。 一、经典控制理论的形成和基本内容 古代两个典型的自动控制系统 第05页 最早的稳定性研究： J.C.Maxwell（麦克斯韦尔），1868年发表《论调节器》，研究调节器的微分方程，线性化处理，系统稳定性取决于微分方程的特征根是否都具有一对负的实部，针对二阶和三阶系统讨论了使特征根具有负实部时，特征多项式系列应满足的条件。 系统稳定准则： 由Hurwitz（霍尔维茨）和 E.J.Routh（劳斯）提出的劳斯-霍尔维茨稳定判据 A.M.Lyapunov（李雅普诺夫）提出了李雅普诺夫第一法与第二法 H.Nyquist（奈魁斯特）提出奈氏判据，Bode(波德）提出了对数频率特性的方法。 二战期间，军事科学的需要大大促进了反馈控制理论的发展。美国麻省理工学院雷达实验室的科学家们将反馈放大器理论、 PID（比例-积分-微分）控制以及N.Wiener（维纳）的随机过程理论等结合在一起，形成了一整套被称为随动控制系统的设计方法。 第06页 根轨迹方法： W.R.Evans（伊万斯）提出的方法和规则是当系统参数变化时特征方程式根变化的几何轨迹。目前仍然是系统设计和稳定性分析的一种重要方法。 50年代末期所讨论的内容主要有：系统数学模型的建立、时域分析祛、频率特性法、根轨迹法、系统综合与校正、非线性系统和采样控制系统分析法等，也被称为经典控制理论。 二、现代控制理论概述 50年