自动控制理论 翁思义 第一章 概论概要
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船舶的航向自动控制; 无人驾驶飞机按预定航迹自动升降和飞行1 自动控制与自动控制系统1. 自动控制技术的应用不仅使生产过程实现了自动化,极大地提高了劳动生产率,而且减轻了人的劳动强度。
2. 某些人们不能直接参与工作的场合就更离不开自动控制技术了,例如原子能的生产、火炮或导弹的制导等等。
自动控制:在无人直接参加的情况下,利用控制装置使被控对象自动地按预定规律变化的控制过程。
自动控制系统:是由控制装置和被控对象所组成,它们以某种相互依赖的的方式组合成为一个有机整体,并对被控对象进行自动控制。
控制器:对被控对象起控制作用的装置总体.被控对象:要求实现自动控制的机器,设备或生产过程。
输出量:表现于控制对象或系统输出端,并要求实现自动控制的物理量。
输入量:作用于控制对象或系统输入端,并可使系统具有预定功能或预定输出的物理量。
扰动:所有妨碍控制量对被控量按要求进行正常控制的因素,称为干扰量或扰动量。
反馈控制原理人的一切活动都反映出反馈控制原理反馈:输出量送回至输入端并与输入信号比较的过程负反馈:反馈的信号是与输入信号相减而使偏差越来越小反馈控制:采用负反馈,并利用偏差进行控制2 自动控制方式闭环控制(反馈控制):是指控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制过程。
开环控制:开环控制是指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。
开环控制与闭环控制的比较开环优点:结构简单,成本低廉,工作稳定,当输入信号和扰动能预先知道时,控制效果较好。
缺点:不能自动修正被控制量的偏离,系统的元件参数变化以及外来的未知扰动对控制精度影响较大。
闭环优点:具有自动修正被控制量出现偏离的能力,可以修正元件参数变化以及外界扰动引起的误差,控制精度高。
缺点:被控量可能出现振荡,甚至发散。
5 自动控制的发展历史自动控制成为一门科学是从1945发展起来开始多用于工业:压力、温度、流量、位移、湿度、粘度自动控制后来进入军事领域:飞机自动驾驶、火炮自动跟踪、导弹、卫星、宇宙飞船自动控制目前渗透到更多领域:大系统、交通管理、图书管理等 生物学系统:生物控制论、波斯顿假肢、人造器官经济系统:模拟经济管理过程、经济控制论1.胚胎萌芽期(1945年以前)1784年英国人瓦特发明了调速器,蒸汽机离心式调速器二战时期,军事的需要,飞机及船用自动驾驶仪、火炮系统、雷达跟踪2.经典控制理论时期(1945~1960)单输入单输出系统,采用频率法、根轨迹法、相平面法、描述函数法3.现代控制理论时期(60年代初~)解决多输入多输出、时变参数控制问题,(状态空间法)4.先进控制理论(70年代末~)智能控制、鲁棒控制自动控制原理课程的任务与体系结构FeedbackBy “closing the loop”,effect is connected with cause, so that the cause—effect relationship is now one of interdependence.Of course , it is feedback that close the loop.。