控制理论第一章精选PPT.ppt

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1、控制理论第一章第1页，此课件共48页哦自动控制原理第一章第一章 自动控制的一般概念自动控制的一般概念第二章第二章 自动控制系统的数学模型自动控制系统的数学模型第三章第三章 时域分析法时域分析法第五章第五章 频域分析法频域分析法第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正第2页，此课件共48页哦第一章第一章 自动控制的一般概念自动控制的一般概念l在科学和工程技术的发展过程中，自动控制技术起着在科学和工程技术的发展过程中，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，等系统中，自动控制技术具有

2、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。重要组成部分。l随着自动控制理论和技术的不断发展，给人们提供了获得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。复的手工操作中解放出来。l本章将对本课程的主要内容作一个简介，使同学们对自动本章将对本课程的主要内容作一个简介，使同学们对自动控制理论

3、的内容有一个基本了解，以便更好地学习以后各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。章节。第3页，此课件共48页哦1.1 1.1 概述概述1.2 1.2 自动控制理论的发展自动控制理论的发展1.3 1.3 自动控制系统的一般概念自动控制系统的一般概念1.4 1.4 控制系统的工作原理控制系统的工作原理1.5 1.5 反馈控制系统的组成、名词术语和定义反馈控制系统的组成、名词术语和定义1.6 1.6 反馈控制系统的分类反馈控制系统的分类1.7 1.7 控制系统的性能指标控制系统的性能指标第4页，此课件共48页哦1.1 1.1 概述概述控制的本意控制的本意控制的本意控制的本意 :为了

4、达到某种目的对事物进行支配、为了达到某种目的对事物进行支配、为了达到某种目的对事物进行支配、为了达到某种目的对事物进行支配、管束、管制、管理、监督、镇压。管束、管制、管理、监督、镇压。管束、管制、管理、监督、镇压。管束、管制、管理、监督、镇压。自动控制:在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称（称 ）,使机器、设备或生产过程（）的某个工作状态或参数（）自动地按照预定的规律运行。1 1 1 1 什么是自动控制？什么是自动控制？什么是自动控制？什么是自动控制？例例1.1.钢铁轧制钢铁轧制:轧出厚度一致的高精度铁板轧出厚度一致的高精度铁板温度控

5、制温度控制,生铁成分控制生铁成分控制,厚度控制厚度控制,张力控制张力控制,等等。等等。例例2.2.程控机床程控机床:自动进刀切削，加工出预期的几何形自动进刀切削，加工出预期的几何形状状直线、圆弧等各种差补控制，进给量控制直线、圆弧等各种差补控制，进给量控制,等等。等等。控制装置或控制器控制装置或控制器被控对象被控对象被控对象被控对象被控量被控量被控量被控量第5页，此课件共48页哦2 自动控制技术应用自动控制技术应用（1）在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。如轧钢系统中加热炉炉温的控制，发电机恒定电压输出，数控车床按预定程序自动切削，人造卫星准确进入预定轨道并回收,雷达

6、自动跟踪空中飞行体等。第6页，此课件共48页哦 （2）自动控制技术除了在工业上广泛应用外，近几十年来，随着计算机技术的发展和应用，在宇航、机器人控制、导弹制导及核动力等高新技术领域中，自动控制技术更具特别重要的作用。不仅如此，自动控制技术的应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，自动控制已成为现代社会生活中不可缺少的一部分。第7页，此课件共48页哦v自自动动控控制制系系统统：是是指指能能够够对对被被控控对对象象的的工工作作状状态态进进行行自自动动控控制制的的系系统统。它它一一般般由由控控制制装装置置和和被被控控对对象象组组成成。被被控控制制对对象象是是指指那那些

7、些要要求求实实现现自自动动控控制制的的机机器器、设设备备或或生生产产过过程程。控控制制装装置置是是指指对对被被控控对对象象起起控制作用的设备总体。控制作用的设备总体。3 3 3 3 自动控制系统自动控制系统第8页，此课件共48页哦自动控制系统的功能和组成是多种多样的，其结构有简单自动控制系统的功能和组成是多种多样的，其结构有简单也有复杂。它可以只控制一个物理量，也可以控制多个物理也有复杂。它可以只控制一个物理量，也可以控制多个物理量甚至一个企业机构的全部生产和管理过程；它可以是一个量甚至一个企业机构的全部生产和管理过程；它可以是一个具体的工程系统，也可以是比较抽象的社会系统、生态系统具体的工程

8、系统，也可以是比较抽象的社会系统、生态系统或经济系统。或经济系统。第9页，此课件共48页哦1.2 1.2 自动控制理论的发展自动控制理论的发展 自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。既是自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。既是一门古老的、已臻成熟的学科，又是一门正在发展的、具一门古老的、已臻成熟的学科，又是一门正在发展的、具有强大生命力的新兴学科。自动控制理论的发展可分为四有强大生命力的新兴学科。自动控制理论的发展可分为四个主要阶段：个主要阶段：第第一一阶阶段段：经经典典控控制制理理论论（或或古古典典控控制制理理论论）的的产产生生、发发展和成熟；展和成熟；第二阶段：现代控制理

9、论的兴起和发展；第二阶段：现代控制理论的兴起和发展；第三阶段：大系统控制兴起和发展阶段；第三阶段：大系统控制兴起和发展阶段；第四阶段：智能控制发展阶段。第四阶段：智能控制发展阶段。第10页，此课件共48页哦（1 1 1 1）经典控制理论）经典控制理论）经典控制理论）经典控制理论 控控制制理理论论的的发发展展初初期期，是是以以反反馈馈理理论论为为基基础础的的自自动动调调节原理，主要用于工业控制。节原理，主要用于工业控制。1868年，马克斯威尔（年，马克斯威尔（J.C.Maxwell）提出了低阶系统的稳定）提出了低阶系统的稳定性代数判据性代数判据。1895年，数学家劳斯（年，数学家劳斯（Routh

10、）和赫尔威茨（）和赫尔威茨（Hurwitz）分别独立地提出了高阶系统的稳定性判据，即分别独立地提出了高阶系统的稳定性判据，即Routh和和Hurwitz判据。判据。二二战战期期间间（1938-19451938-1945年年）奈奈奎奎斯斯特特（H.NyquistH.Nyquist）提提出出了了频频率率响响应应理理论论 19481948年年，伊伊万万斯斯（W.R.EvansW.R.Evans）提提出出了了根根轨轨迹迹法法。至至此此，控控制制理理论论发发展展的的第第一一阶阶段段基基本本完完成成，形形成成了了以以频频率法和根轨迹法为主要方法的经典控制理论率法和根轨迹法为主要方法的经典控制理论。第11页

11、，此课件共48页哦vv经典控制理论的基本特征经典控制理论的基本特征经典控制理论的基本特征经典控制理论的基本特征（1 1）主主要要用用于于线线性性定定常常系系统统的的研研究究，即即用用于于常常系系数数线性微分方程描述的系统的分析与综合；线性微分方程描述的系统的分析与综合；（2 2）只用于单输入，单输出的反馈控制系统；）只用于单输入，单输出的反馈控制系统；（3 3）只只讨讨论论系系统统输输入入与与输输出出之之间间的的关关系系，而而忽忽视视系系统的内部状态，是一种对系统的外部描述方法。统的内部状态，是一种对系统的外部描述方法。反反馈馈控控制制是是一一种种最最基基本本最最重重要要的的控控制制方方式式，

12、引引入入反反馈馈信信号号后后，系系统统对对来来自自内内部部和和外外部部干干扰扰的的响响应应变变得得十十分分迟迟钝钝，从从而而提提高高了了系系统统的的抗抗干干扰扰能能力力和和控控制制精精度度。与与此此同同时时，反反馈馈作作用用又又带带来来了了系系统统稳稳定定性性问问题题，从从某某种种意意义义上上讲讲，古古典典控控制制理理论论是是伴伴随随着着反反馈馈控控制制技技术术的的产产生生和发展而逐渐完善和成熟起来的。和发展而逐渐完善和成熟起来的。第12页，此课件共48页哦（2 2 2 2）现代控制理论）现代控制理论）现代控制理论）现代控制理论 由由于于经经典典控控制制理理论论只只适适用用于于单单输输入入、单

13、单输输出出的的线线性性定定常常系系统统，只只注注重重系系统的外部描述而忽视系统的内部状态。因而在实际应用中有很大局限性。统的外部描述而忽视系统的内部状态。因而在实际应用中有很大局限性。随随着着航航天天事事业业和和计计算算机机的的发发展展，2020世世纪纪6060年年代代初初，在在经经典典控控制制理理论论的的基基础础上上，以以线线性性代代数数理理论论和和状状态态空空间间分分析析法法为为基基础础的的现现代代控控制制理理论论迅迅速速发展起来。发展起来。l19541954年贝尔曼（年贝尔曼（R.Belman)R.Belman)提出动态规划理论提出动态规划理论l19561956年庞特里雅金（年庞特里雅金

14、（L.S.PontryaginL.S.Pontryagin）提出极大值原理）提出极大值原理l19601960年卡尔曼（年卡尔曼（R.K.Kalman)R.K.Kalman)提出多变量最优控制和最优滤波理论提出多变量最优控制和最优滤波理论 在在数数学学工工具具、理理论论基基础础和和研研究究方方法法上上不不仅仅能能提提供供系系统统的的外外部部信信息息（输输出出量量和和输输入入量量），而而且且还还能能提提供供系系统统内内部部状状态态变变量量的的信信息息。它它无无论论对对线线性性系系统统或或非非线线性性系系统统，定定常常系系统统或或时时变变系系统统，单单变变量量系系统统或或多多变变量量系系统统，都是一

15、种有效的分析方法都是一种有效的分析方法。第13页，此课件共48页哦（3 3 3 3）大系统理论）大系统理论）大系统理论）大系统理论 2020世世纪纪7070年年代代开开始始，现现代代控控制制理理论论继继续续向向深深度度和和广广度度发发展展，出出现现了了一一些些新新的的控控制制方方法法和和理理论论。如如（1 1）现现代代频频域域方方法法 以以传传递递函函数数矩矩阵阵为为数数学学模模型型，研研究究线线性性定定常常多多变变量量系系统统；（2 2）自自适适应应控控制制理理论论和和方方法法 以以系系统统辨辨识识和和参参数数估估计计为为基基础础，在在实实时时辨辨识识基基础础上上在在线线确确定定最最优优控控

16、制制规规律律；（3 3）鲁鲁棒棒控控制制方方法法 在在保保证证系系统统稳稳定定性性和和其其它它性性能能基基础础上上，设设计计不不变变的的鲁鲁棒棒控制器，以处理数学模型的不确定性。控制器，以处理数学模型的不确定性。大大系系统统理理论论是是过过程程控控制制与与信信息息处处理理相相结结合合的的系系统统工工程程理理论论，具具有有规规模模庞庞大大、结结构构复复杂杂、功功能能综综合合、目目标标多多样样、因因素素众众多多等等特特点点。它它是是一一个个多多输输入入、多多输输出出、多多干干扰扰、多多变变量量的的系系统统。大大系系统统理理论论目目前前仍仍处处于于发发展展和和开开创创性性阶阶段。段。第14页，此课件

17、共48页哦（4 4 4 4）智能控制）智能控制 它它是是近近年年来来新新发发展展起起来来的的一一种种控控制制技技术术，是是人人工工智智能能在在控控制上的应用。制上的应用。智能控制是从智能控制是从“仿人仿人”的概念出发的。一般认为，其方的概念出发的。一般认为，其方法包括学习控制、模糊控制、神经元网络控制、和专家控制法包括学习控制、模糊控制、神经元网络控制、和专家控制等方法。等方法。第15页，此课件共48页哦1.3 1.3 自动控制系统的一般概念自动控制系统的一般概念1 1 开环控制开环控制 开开环环控控制制是是指指系系统统的的被被控控制制量量（输输出出量量）只只受受控控于于控控制制作作用用，而而

18、对对控控制制作作用用不不能能反反施施任任何何影影响响的的控控制制方方式式。采采用用开开环环控控制制的的系系统统称称为为开开环环控控制系统。例如：制系统。例如：第16页，此课件共48页哦v开环控制系统例题开环控制系统例题被控制对象：被控制对象：炉子炉子被控制量（输出量）被控制量（输出量）：炉温：炉温控制装置：控制装置：开关开关K K和电热丝，和电热丝，对被控制量起控制作用。对被控制量起控制作用。图图1 12 2加热炉炉温控制加热炉炉温控制第17页，此课件共48页哦水位控制水位控制第18页，此课件共48页哦开环控制的特点开环控制的特点v控控制制装装置置只只按按照照给给定定的的输输入入信信号号对对被

19、被控控制制量量进进行行单单向向控控制制，而而不不对对控控制制量量进进行行测测量量并并反反向向影影响响控控制制作作用用。这这样样，当当炉炉温温偏偏离离希希望望值值时时，开开关关K K的的接接通通或或断断开开时时间间不不会会相相应应改改变变。因因此此，开开环环控控制制不不具具有有修修正正由由于于扰扰动动（使使被被控控制制量量偏偏离离希希望望值值的的因因素素）而而出出现现的的被被控控制制量量与与希希望望值值之之间间偏偏差差的的能能力力，即即抗抗干干扰扰能力差。能力差。第19页，此课件共48页哦方框图的有关概念方框图的有关概念 v方框方框 控制装置和被控对象分别用方框表示控制装置和被控对象分别用方框表

20、示v信信号号线线 方方框框的的输输入入和和输输出出以以及及它它们们之之间间的的联联接接用用带带箭箭头头的信号线表示的信号线表示v输入信号输入信号 进入方框的信号进入方框的信号v输出信号输出信号 离开方框的信号离开方框的信号信号线方框信号线输入信号输入信号输入信号输入信号输出信号输出信号输出信号输出信号第20页，此课件共48页哦开环控制系统方框图开环控制系统方框图控制装置控制装置控制装置控制装置被控对象被控对象被控对象被控对象输入量输入量输入量输入量输出量输出量输出量输出量 图图图图1 1 1 13 3 3 3第21页，此课件共48页哦2 2 闭环控制闭环控制 闭闭环环控控制制是是指指系系统统的

21、的被被控控制制量量（输输出出量量）与与控控制制作作用用之之间间存存在在着着负负反反馈馈的的控控制制方方式式。采采用用闭闭环环控控制制的的系系统统称称为为闭闭环环控控制制系系统统或或反反馈馈控控制制系系统统。闭闭环环控控制制是是一一切切生生物物控控制制自自身身运运动动的的基基本本规规律律。人人本本身身就就是是一一个个具具有有高高度度复复杂杂控控制制能能力力的的闭闭环环系系统统。（例例如如 图图1-41-4）手手是是被被控控对对象象，手手的的位位置为被控量。置为被控量。第22页，此课件共48页哦v v人作为闭环系统的方框图人作为闭环系统的方框图 反馈反馈反馈反馈第23页，此课件共48页哦反馈的概念

22、反馈的概念 反反馈馈：把把输输出出量量送送回回到到系系统统的的输输入入端端并并与与输输入入信信号号比比较较的的过过程程。若若反反馈馈信信号号是是与与输输入入信信号号相相减减而而使使偏偏差差值值越越来来越越小小，则则称称为为负负反反馈馈；反反之之，则则称称为为正正反反馈馈。显显然然，负负反反馈馈控控制制是是一一个个利利用用偏偏差差进进行行控控制制并并最最后后消消除除偏偏差差的的过过程程，又又称称偏偏差差控控制制。同同时时，由由于于有有反反馈馈的的存存在，整个控制过程是闭合的，故也称为在，整个控制过程是闭合的，故也称为闭环控制闭环控制。第24页，此课件共48页哦1.开环向闭环控制的转换例题开环向闭

23、环控制的转换例题炉炉温温控控制制第25页，此课件共48页哦1.闭环控制的电加热炉方框图闭环控制的电加热炉方框图第26页，此课件共48页哦a.闭环控制系统典型方框图闭环控制系统典型方框图闭环系统特点：闭环系统特点：由于增加了检测装置和反馈环节，结构由于增加了检测装置和反馈环节，结构较复杂，成本有所增加；但它提高了系统的控制精度和抗较复杂，成本有所增加；但它提高了系统的控制精度和抗干扰能力。干扰能力。第27页，此课件共48页哦3 3 自动控制的基本方式自动控制的基本方式计算执行被控对象给定值给定值被控量被控量干扰干扰单方向传递，控制精度不高单方向传递，控制精度不高(1)(1)(1)(1)按给定值操

24、纵的开环控制按给定值操纵的开环控制按给定值操纵的开环控制按给定值操纵的开环控制第28页，此课件共48页哦(2)(2)(2)(2)按干扰补偿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干扰补偿的开环控制计算执行被控对象被控量被控量干扰干扰测量对干扰进监测，其方向也是单方向的，故对干扰进监测，其方向也是单方向的，故仍是开环控制，该系统对不可测量的干扰仍是开环控制，该系统对不可测量的干扰及系统内部变化无控制作用，控制精度也及系统内部变化无控制作用，控制精度也不太高。不太高。第29页，此课件共48页哦实例：第30页，此课件共48页哦(3)(3)(3)(3)按偏差调节的闭环控制按偏差调节的闭环控

25、制按偏差调节的闭环控制按偏差调节的闭环控制比较，计算执行被控对象给定值给定值被控量被控量干扰干扰测量对被控量监测，反复循环形成闭合回路，对被控量监测，反复循环形成闭合回路，故为闭环或反馈制，控制精度高，广泛故为闭环或反馈制，控制精度高，广泛采用。采用。第31页，此课件共48页哦实例：第32页，此课件共48页哦(4)(4)(4)(4)复合控制复合控制控制装置被控对象输入信号输入信号输出量输出量干扰干扰补偿装置提高了精度，但对补偿装置本身的要求很提高了精度，但对补偿装置本身的要求很高，否则得不偿失。高，否则得不偿失。第33页，此课件共48页哦 1.4 1.4 反馈控制系统的工作原理反馈控制系统的工

26、作原理恒温箱温度控制恒温箱温度控制恒温箱温度控制恒温箱温度控制 人工控制人工控制人工控制人工控制 自动控制自动控制自动控制自动控制!Some Examples!Some Examples 综合控制综合控制第34页，此课件共48页哦 动态过程动态过程动态过程动态过程 观测恒温箱内的温度（被控制量）观测恒温箱内的温度（被控制量）观测恒温箱内的温度（被控制量）观测恒温箱内的温度（被控制量）与要求的温度（给定值）进行与要求的温度（给定值）进行与要求的温度（给定值）进行与要求的温度（给定值）进行比较得到温度偏差的大小和方比较得到温度偏差的大小和方比较得到温度偏差的大小和方比较得到温度偏差的大小和方向向向

27、向根据偏差大小和方向调节调压器，根据偏差大小和方向调节调压器，根据偏差大小和方向调节调压器，根据偏差大小和方向调节调压器，控制加热电阻丝的电流以调节温控制加热电阻丝的电流以调节温控制加热电阻丝的电流以调节温控制加热电阻丝的电流以调节温度回复到要求值度回复到要求值度回复到要求值度回复到要求值 实质实质实质实质 检测偏差再纠正偏差检测偏差再纠正偏差检测偏差再纠正偏差检测偏差再纠正偏差。1 1 人工控制恒温箱人工控制恒温箱123第35页，此课件共48页哦温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机，温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机，温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行

28、电动机，温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机，并通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头并通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头并通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头并通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头向减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定向减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定向减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定向减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为止，此时，偏差值为止，此时，偏差值为止，此时，偏差值为止，此时，偏差 u=0,u=0,u=0,u=0,电机停止转动。电机

29、停止转动。电机停止转动。电机停止转动。动态过程动态过程动态过程动态过程 2 2 恒温箱自动控制系统恒温箱自动控制系统恒温箱实际温度由热电恒温箱实际温度由热电恒温箱实际温度由热电恒温箱实际温度由热电偶转换为对应的电压偶转换为对应的电压偶转换为对应的电压偶转换为对应的电压u u u u2 2 2 2恒温箱期望温度由电恒温箱期望温度由电恒温箱期望温度由电恒温箱期望温度由电压压压压u u u u1 1 1 1给定，并与实际给定，并与实际给定，并与实际给定，并与实际温度温度温度温度u u u u2 2比较得到温度比较得到温度比较得到温度比较得到温度偏差信号偏差信号偏差信号偏差信号 u=uu=uu=uu=

30、u1 1 1 1-u-u-u-u2 2 2 2第36页，此课件共48页哦 3 3 综合控制综合控制火火力力发发电电厂厂综综合合控控制制系系统统第37页，此课件共48页哦1.5 1.5 反馈控制系统的组成、名词术语和定义反馈控制系统的组成、名词术语和定义（1）第38页，此课件共48页哦反馈控制系统的组成、名词术语和定义（反馈控制系统的组成、名词术语和定义（2 2）v参考输入参考输入r:r:输入到控制系统中的指令信号；输入到控制系统中的指令信号；v主主反反馈馈b:b:与与输输出出成成正正比比或或某某种种函函数数关关系系且且与与参参考考输输入入量量纲纲相同的反馈信号；相同的反馈信号；v偏差偏差e:e

31、:参考输入与主反馈之差，即参考输入与主反馈之差，即e=r-b;e=r-b;v控制量控制量u:u:从控制器输出并作用于被控制对象的信号；从控制器输出并作用于被控制对象的信号；v扰扰动动n n：来来自自系系统统内内部部或或外外部部，对对系系统统输输出出产产生生不不利利影影响响的信号；的信号；v输出输出c c：反馈控制系统的被控制量，即被控制对象的输出：反馈控制系统的被控制量，即被控制对象的输出量；量；第39页，此课件共48页哦1.6 1.6 反馈控制系统的分类反馈控制系统的分类 (1)恒值系统和随动系统（按参考输入形式分类）恒值系统和随动系统（按参考输入形式分类）恒值系统是指参考输入量保持常值的系

32、统。其任务是消除或减少扰动信号对系统输出的影响，使被控制量（即系统的输出量）保持在给定或希望的数值上。随动系统是指参考输入量随时间任意变化的系统。其任务是要求输出量以一定的精度和速度跟踪参考输入量，跟踪的速度和精度是随动系统的两项主要性能指标。第40页，此课件共48页哦(2)线性系统和非线性系统（按照组成系统的元线性系统和非线性系统（按照组成系统的元件特性分类）件特性分类）线性系统是指构成系统的所有元件都是线性元件的系统。其动态性能可用线性微分方程描述，系统满足叠加原理。非线性系统是指构成系统的元件中含有非线性元件的系统。其只能用非线性微分方程描述，不满足叠加原理。同时把可以进行线性化处理的系

33、统或元件特性称为非本质非线性特性。反之，称之为本质非线性，它只能用非线性理论分析研究。第41页，此课件共48页哦(3)连连续续系系统统和和离离散散系系统统（按按照照系系统统内内信信号号的的传传递递形形式分类）式分类）连续系统是指系统内各处的信号都是以连续的模拟量传递的系统。如果系统内某处或数处信号是以脉冲序列或数码形式传递的系统则称为离散系统。其脉冲序列可由脉冲信号发生器或振荡器产生，也可用采样开关将连续信号变成脉冲序列，这类控制系统又称为采样控制系统或脉冲控制系统。而用数字计算机或数字控制器控制的系统又称为数字控制系统或计算机控制系统。第42页，此课件共48页哦1.7 1.7 控制系统的性能

34、指标控制系统的性能指标1 1 1 1 稳稳 （稳定性，平稳性）（稳定性，平稳性）稳定性：系统在受到扰动作用后自动返回原来的平衡状态稳定性：系统在受到扰动作用后自动返回原来的平衡状态的能力。如果系统受到扰动作用（系统内或系统外）后，能的能力。如果系统受到扰动作用（系统内或系统外）后，能自动返回到原来的平衡状态，则该系统是稳定的。稳定系统自动返回到原来的平衡状态，则该系统是稳定的。稳定系统的数学特征是其输出量具有非发散性；反之，系统是不稳定的数学特征是其输出量具有非发散性；反之，系统是不稳定系统。系统。如图示如图示第43页，此课件共48页哦稳定性示意图稳定性示意图第44页，此课件共48页哦平稳性：

35、动态过程振荡的振幅和频率。好的动态过程平稳性：动态过程振荡的振幅和频率。好的动态过程摆动的幅度要小，摆动的次数要少。摆动的幅度要小，摆动的次数要少。2 2 快快 系统的快速性，即动态过程进行的长短。过程越系统的快速性，即动态过程进行的长短。过程越 短短说明系统快速性越好，过程越长说明系统响应迟钝。说明系统快速性越好，过程越长说明系统响应迟钝。3 3 准准 系统在达到稳定时，实际偏离给定的程度。偏差越系统在达到稳定时，实际偏离给定的程度。偏差越小，精度越高。小，精度越高。第45页，此课件共48页哦本章小结本章小结l本章介绍了自动控制理论的应用领域、发展过程和分类。本章介绍了自动控制理论的应用领域

36、、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、系统分类及相关术语等基本概念。控制系统的工作原理、系统分类及相关术语等基本概念。l重点：重点：要求掌握自动控制任务、自动控制系统工作原理与要求掌握自动控制任务、自动控制系统工作原理与组成、开环控制与闭环控制及自动控制的基本方式、系统输组成、开环控制与闭环控制及自动控制的基本方式、系统输入量与输出量的相关基本概念。入量与输出量的相关基本概念。l思考题：思考题：P13 1-1（a)，1-2第46页，此课件共48页哦水水位位控控制制系系统统第47页，此课件共48页哦大门开关控制系统大门开关控制系统第48页，此课件共48页哦