第1页：第一章自动控制概述封面
自动控制原理第一章自动控制概述
本页以图示为主，公式与曲线详见原课件对应页。
第2页：自动控制原理的研究对象
- 被控量：机械转速、位移，温度，压力，流量，物位，姿态，航向……
- 装置：航天器，飞机，导弹，船舶，机床，机器人，化工生产过程……
- 自动控制原理：自动控制的基本理论和分析、设计控制系统的基本方法。
- 经典控制理论(传递函数、频域法、根轨迹法)与现代控制理论(状态空间法)。1.1引言
第3页：自动控制的初步概念
1.2自动控制的初步概念
- 控制：使装置或过程（对象）按给定规律运行，使被控变量按给定规律变化。
- 系统：能完成一定任务的物体（元件）的组合。
- 室温控制系统元件框图
- 控制对象：被控制的装置、物理系统或过程。
- 控制器：对控制对象产生控制作用的装置。
- 执行元件：直接改变被控变量的元件。
- 传感器或测量元件：检测物理量并转换成另一种量。
第4页：控制系统的基本信号术语
- 室温控制系统功能框图
- 输入信号：外加变量。
- 输出信号：系统或元件产生的变量。
- 控制变量：控制器输出的信号，作用在对象上。
- 反馈信号：被控量经传感器变换并返回到输入端的信号，要与输入信号比较，产生偏差信号。
- 指令输入、给定值：被控量的希望值。
- 参考输入信号：代表指令输入与反馈信号比较的基准信号。
- 偏差信号：参考输入信号与反馈信号之差。
- 扰动信号：不希望的外加信号。
第5页：开环控制与闭环控制
1.3自动控制系统的分类
- 开环控制
- 输出信号只取决与输入信号，与输出无关。优点：系统结构和调试简单。缺点：抗干扰能力差。
- 闭环控制
- 输出信号受到输入信号和输出信号自身（反馈信号）的作用。信号流线形成闭合回路，又称反馈控制。输出信号受偏差量控制。优点：精度高，抗干扰能力强。缺点：系统结构、设计和调试复杂。1.3.1开环控制与闭环控制
第6页：按输入信号分类的控制系统
1.3.2控制系统分类
- 按输入信号分类：定值控制系统：输入是固定值(恒值调节系统)。伺服系统：输入是时间的函数，变化规律常常未知。程序控制系统：输入信号按已知规律变化。伺服系统：最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐渐推广到很多领域，特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。
第7页：伺服系统的典型应用
①以小功率指令信号去控制大功率负载。火炮控制和船舵控制就是典型的例子。②在没有机械连接的情况下，由输入轴控制位于远处的输出轴，实现远距同步传动。③使输出机械位移精确地跟踪电信号，如记录和指示仪表等。
第8页：控制系统的其他分类方式
1.3.2控制系统分类
- 按数学描述分
- 线性系统与非线性系统。
- 按信号类型分
- 连续系统(微分方程)离散系统(差分方程)。
- 按参数类型分
- 定常系统与时变系统。
- 按信号个数分
- SISO,SIMO,MIMO…
第9页：控制系统的基本组成
1.4控制系统的组成及基本要求
- 控制对象与控制元件
- 1.执行元件：直接带动控制对象和改变被控量。
- 2.放大元件：放大信号,前置放大器与功率放大器。
- 3.测量元件：检测一种物理量并按某种规律转换成另一种量。传感器，变送器，敏感元件，检测元件。
- 4.补偿元件（校正元件）：串联补偿、反馈补偿。典型功能框图：1.4.1控制系统的基本组成
第10页：对控制系统的基本要求
1.4.2对控制系统的基本要求
- 1.稳定性
- 受控，正常运行。最基本、最重要的要求。
- 2.准确性
- 误差小，稳态精度，稳态性能。
- 3.快速性与平稳性
- 过渡过程快速、平稳，动态性能。
- 静态特性
- (系统动态平衡后)稳态误差、稳定性分析、能控/能观性等
- 动态特性
- 过渡时间、上升时间、延时时间、超调量等
第11页：结束语
本页为本章课件结束页。
