西工大、西交大自动控制原理 第一章 自动控制的基本概念3-4.ppt

* * * * * * * * * * * * 1.3自动控制系统分类及要求 基 本 要 求 二 （2）对控制系统提出的基本要求　　 动态性能的要求，系统的动态性能表现在快速性和阻尼性上──“快”； 快速性： 1.3自动控制系统分类及要求 基 本 要 求 二 （2）对控制系统提出的基本要求　　 稳态性能要求，稳态时系统输出要尽可能的复现输入，表现在稳态误差要小──“准” 准确性： 1.3自动控制系统分类及要求 典 型 外 作 用 三 A 阶跃（step）函数 1.3自动控制系统分类及要求 B 斜坡（ramp）函数 典 型 外 作 用 三 1.3自动控制系统分类及要求 C 脉冲(impulse)函数 典 型 外 作 用 三 1.3自动控制系统分类及要求 D 正弦（sine）函数 典 型 外 作 用 三 1.3自动控制系统分类及要求 研 究 内 容 和 研 究 方 法 四 研究内容　　 已知系统的结构和参数，确定系统的性能指标，并讨论系统性能指标与系统结构、参数之间的关系。 已知系统要完成的控制任务及应达到的性能指标，确定系统的结构和参数。 1、对系统进行分析 2、对系统进行设计 1.3自动控制系统分类及要求 研 究 内 容 和 研 究 方 法 四 研究方法　　 　 时域法 根轨迹法 频域法 　状态空间法　 利用计算机　　　 经典控制理论 现代控制理论 计算机仿真 1.4 小结 1. 开环控制系统 结构简单、稳定性好，但不能自动补偿扰动对输出量的影响。当系统扰动量产生的偏差可以预先进行补偿或影响不大时，采用开环控制是有利的。当扰动量无法预计或控制系统的精度达不到预期要求时，则应采用闭环控制。 1.4 小结 2. 闭环控制系统 能依靠反馈环节进行自动调节，克服扰动对系统的影响。极大地提高了系统的精度。但存在稳定性问题，需要重视并加以解决。 1.4 小结 3.自动控制系统通常由测量元件、比较元件、放大元件、执行元件和校正元件等部件组成。系统的作用量和被控量有：控制量、反馈量、扰动量、输出量和各中间变量。 4. 方块图（结构图 ）可直观地表达系统各环节（或各部件）间因果关系，可以表达各种作用量和中间变量的作用点和信号传递情况以及它们对输出量的影响。 1.4 小结 5.对自动控制系统的性能指标要求有： 稳定性——系统工作的首要条件； 快速性——用系统在过渡过程中的响应速度和被控量的波动程度描述； 准确性——用稳态误差来衡量。 1.4 小结 1、能够对一些具体的自动控制系统，分析它的组成、工作原理。 2、熟悉和理解有关概念以及一些名词、术语的含义。 3、理解闭环控制的原理。 4、能够用系统方块图来表示各部分的作用及关系和信号的传递。 要求： * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第一章 自动控制的一般概念 第一章 自动控制的一般概念 本章要求 理解开环控制和闭环控制等概念; 1 掌握反馈控制的原理及组成； 2 能正确确定被控对象、被控量、控制量、干扰量等；理解方框图的概念，能熟练绘制方框图 ； 3 了解控制系统的分类，理解对控制系统的基本要求，掌握典型外作用。 4 主要内容 自动控制的基本概念 1.1 自动控制系统的基本控制方式 1.2 自动控制系统分类及基本要求 1.3 小结 1.4 内容回顾 串联 校正装置 放大元件 执行元件 被控 对象 反馈 校正装置 测量元件 输入量 控制量 偏差量 反馈量 干扰量 被 控 量 主反馈 局部反馈 输出量 典型控制系统的方块图(反馈控制系统的基本组成): 内容回顾 概念和术语: （1）前向通路 （3）主回路 （5）内回路 （7）被控对象 （9）被控量 （2）主反馈通路 （4）局部反馈通路 （6）单回路系统和多回路系统 （8）控制器(控制装置) （10）控制量 （11）干扰量 （12）外作用(广义输入量) 内容回顾 反馈控制原理 控制装置利用取自被控量的反馈信息对被控对象施加控制作用，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务。 采用负反馈并利用偏差进行控制的过程(闭环控制) 反馈控制 1.2自动控制系统的基本控制方式 开 环 控 制 一 开环控制：控制器与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程。 1.2自动控制系统的基本控制方式 控制方式： A. 按给定值控制 控制器 控制 对象 控制量 （输入） 控制作用 被控量 （输出） 控制原理： 信号由给定值至输出量单向传递。一