自动控制原理鄢景华版第一章
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Motivation1、为什么选择学习自动化?2、你理解的自动化是什么?3、哪些地方用到了自动化技术?4、本课程学习什么?1)自动控制系统遵循的基本原理;)如何描述个自动控制系统;2)如何描述一个自动控制系统;3)如何分析自动控制系统的性能;4)如何设计或者校正自动控制系统。
ContentsCh2:控制系统的Ch1:自动控基本如何描述数学模型制系统的基本概念和要求Ch3原理:控制系统的稳定性及特性复杂?自动控制系统分析系统Ch4: 时域分析如何分析简单?完全取的性能Ch7Ch8Ch9Ch5:根轨迹分析决于你自己Ch7:控制系Ch8:线性离:非线性Ch6:频率特性分析主要针对线性如何设计统的校正散控制系统控制系统定常连续系统和校正How?1、打好基础高等数学(微积分)、积分变换(拉氏变换)2、做好预习讲课的速度较快了解课程内容3、听好课讲课的速度较快、了解课程内容听好课掌握基本理论和基本方法4、做好习题应用学到的基本理论和基本方法解决实际问题1.1.1 自动控制理论发展简史远古时期的自动装置刻漏(自动计时装置)浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间。
如何工作??指南车(来自互联网)无论左拐还是右拐,木头人的指向不变。
如何工作? 计里鼓车马车行驶到到定的里程候风地动仪(来自互联网)(来自互联网)马车行驶到到一定的里程,木人击鼓一次。
震源方向上的铜丸掉落蟾蜍口中.如何工作?如何工作?1第次工业革命近代控制理论的逐步形成和发展1、第一次工业革命。
从工厂手工业向机器大工业过渡的阶段过渡的阶段。
2、第二次工业革命,1870第次革命,年至1914年的工业革命。
西欧和美国以及1870年后的日本,工业得到速发第次革命电3、第三次工业革命,数字化革命使传统飞速发展。
第二次工业革命以电力的大规模应用为代表,电灯的发明为标志数字化革命,使传统工业更加机械化、自动化,从而减少了工作成本发明为标志。
从而减少了工作成本。
1时期1:蒸汽机调速近代控制理论的逐步形成和发展1、时期1:蒸汽机调速。
1-1 图1-2是液位自动控制系统原理示意图。
在任意情况下,希望液面高度c 维持不变,试说明系统工作原理并画出系统方块图。
图1-2 液位自动控制系统解:被控对象:水箱;被控量:水箱的实际水位;给定量电位器设定水位r u (表征液位的希望值r c );比较元件:电位器;执行元件:电动机;控制任务:保持水箱液位高度不变。
工作原理:当电位电刷位于中点(对应r u )时,电动机静止不动,控制阀门有一定的开度,流入水量与流出水量相等,从而使液面保持给定高度r c ,一旦流入水量或流出水量发生变化时,液面高度就会偏离给定高度r c 。
当液面升高时,浮子也相应升高,通过杠杆作用,使电位器电刷由中点位置下移,从而给电动机提供一定的控制电压,驱动电动机,通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动,从而减少流入的水量,使液面逐渐降低,浮子位置也相应下降,直到电位器电刷回到中点位置,电动机的控制电压为零,系统重新处于平衡状态,液面恢复给定高度r c 。
反之,若液面降低,则通过自动控制作用,增大进水阀门开度,加大流入水量,使液面升高到给定高度r c。
系统方块图如图所示:1-10 下列各式是描述系统的微分方程,其中c(t)为输出量,r (t)为输入量,试判断哪些是线性定常或时变系统,哪些是非线性系统? (1)222)()(5)(dt t r d t t r t c ++=;(2))()(8)(6)(3)(2233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++; (3)dt t dr t r t c dt t dc t )(3)()()(+=+; (4)5cos )()(+=t t r t c ω; (5)⎰∞-++=t d r dt t dr t r t c ττ)(5)(6)(3)(;(6))()(2t r t c =;(7)⎪⎩⎪⎨⎧≥<=.6),(6,0)(t t r t t c解:(1)因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2()r t ,所以该系统为非线性系统。