自动控制原理解析.pptx

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1、自动控制原理在现实生活中的应用第1页/共26页自动控制原理在现实生活中的应用第2页/共26页自动控制原理在现实生活中的应用第3页/共26页自动控制原理在现实生活中的应用工工业业控控制制第4页/共26页自动控制原理在现实生活中的应用第5页/共26页课程简介教材及参考资料控制工程基础第三版孔祥东、王益群主编，机械工业出版社自动控制原理第四版 胡寿松主编，科学出版社 机械控制工程基础 朱骥北主编，机械工业出版社现代控制工程 Katsuhiko Ogata 著，卢伯英 于海勋译，电子工业出版社自动控制原理 周其节主编，华南理工大学出版社自动控制原理 李友善主编，国防工业出版社有关Matlab软件的工具

2、书前后课程前续课程高等数学、工程数学相关课程理论力学、机械设计、液压传动、电路理论、模拟、数字电子技术、电机拖动基础、计算机技术 后续课程现代控制理论、计算机控制系统 内容与结构学习方法复习和综合运用已学知识注意运用已学知识解决实际问题课程比较抽象和概括，注意物理概念的理解，既要结合实际又要善于思考 多看参考书重视习题 作业和考试第6页/共26页第一章 绪论1.概述自动控制的学科组成和学习自动控制的目的自动控制理论的发展过程2.自动控制系统的基本概念自动控制系统的工作原理开环控制和闭环控制控制系统的基本组成控制系统的分类控制系统的基本要求自动控制系统实例分析第7页/共26页1.概述控制工程的学

3、科组成和学习控制工程基础目的自动控制理论的发展过程第8页/共26页控制工程的学科组成和学习控制工程基础目的第9页/共26页自动控制理论的发展过程第10页/共26页2.自动控制系统的基本概念自动控制系统的工作原理开环控制和闭环控制控制系统的基本组成控制系统的分类控制系统的基本要求自动控制系统实例分析第11页/共26页一.自动控制系统的工作原理控制系统:使受控对象的状态按照预期规律变化反馈控制的基本原理 测量、反馈求偏差纠正偏差第12页/共26页实例分析.1离心式飞球调速器发动机高压供油路喷油泵离心式飞球调速器第13页/共26页实例分析恒温箱温度自动控制系统 加热电阻丝温度计调压器220V恒温箱人

4、工控制系统ufTusT电热偶加热电阻丝给定信号电压放大器功率放大器执行电动机减速器调压器u220V比较恒温箱自动控制系统T第14页/共26页实例分析恒温箱温度自动控制系统 电压电压转角转角电压第15页/共26页实例分析恒温箱温度自动控制系统 第16页/共26页开环控制系统：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制没有影响。特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。闭环控制系统：又称反馈控制系统，系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。特点：精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡。二.开环控制和闭环控制第17页/共26页三

5、.控制系统的基本组成+-给定元件典型的反馈控制系统框图串联校正元件执行元件控制对象反馈元件放大变换元件反馈校正元件输入信号xi主反馈信号xb偏差信号e局部反馈主反馈输出信号扰动比较元件+-x0第18页/共26页给定量的运动规律分（输入）：恒值系统、程序控制系统、随动系统系统线性特性分（模型）：线性、非线性参数是否变化分（结构）：时变、定常系统信号类型分（信号形式）：连续、离散、混合输入输出数量（信号数量）：单变量、多变量四.控制系统的分类第19页/共26页稳、准、快稳定性：由于系统存在惯性，当系统的各个参数匹配不妥时，将会引起系统的振荡而失去工作能力。稳定性是系统工作的首要条件。准确性：输出量

6、与给定量之间的偏差，随时间变化的程度，称动态精度偏差；调整过程结束后的偏差，称静态精度偏差。快速性：在系统稳定的前提下，消除偏差过程的快速程度。性能指标形式：时域性能指标频域性能指标综合性能指标（最优性能指标）五.控制系统的基本要求：第20页/共26页六自动控制系统实例分析 要分析一个实际的自动控制系统，首先要了解它的工作原理，再画出组成系统的方框图。在画方框图之前，必须明确以下问题：(1)哪个是控制对象？被控量是什么？影响被控量的主扰动量是什么？(2)哪个是执行元件？(3)测量被控量的元件有哪些？有哪些反馈环节？(4)输入量由哪个元件给定？反馈量与给定量如何进行比较？(5)此外还有哪些元件（

7、环节）?它们在系统中处于什么地位？起什么作用？第21页/共26页例：液位控制系统液位控制系统的工作原理如图所示。被控对象：液体储罐。被控量：液体储罐的输出量液位xo。扰动量：主要是Q2的变化。给定量：液体储罐中液位的希望高度xi。测量元件：液位变送器。控制装置：调节器。执行元件：调节阀。液位控制系统的原理图 第22页/共26页图 1-13 液位控制系统的原理方框图 电压（V）电压(V)电流（mA）流量(L/min)(mm)(V)第23页/共26页课程结构.2重点和难点：自动控制系统的组成及工作原理；自动控制系统中的有关概念名词及术语。系统的基本要求；控制系统的分析和设计（综合）过程；系统原理框图。控制系统（线性）机械电气液压气压数学建模微分方程传递函数实验数据状态方程控制系统分析控制系统设计空间状态、鲁棒、最优控制、模糊、智能现代设计分析方法综合校正经典设计分析方法时域分析频域分析时间响应对数分析奈氏分析根轨迹分析第24页/共26页作业：1-51-8第一章 绪论第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页