《自动控制原理》学习资料第一章 自动控制概论1、教学目的: 掌握自动控制系统组成结构和基本要素，理解自动控制的基本控制方式和对系统的性能要求，了解一些实际自动控制系统的控制原理。
2、基本要求： 掌握基本概念：自动控制、反馈、控制系统的构成。
要求初步了解如何由系统原理图形成系统的原理方块图及判别控制方式的方法。
要求初步了解本门课程的意义与作用。
一、自动控制的任务通常，在自动控制技术中，把工作的机器的设备称为被控对象，把表征这些机器设备工作状态的物理参量称为被控量，而对这些物理参量的要求值称为给定值或希望值（或参考输入）。
则控制的任务可概括为：使被控对象的被控量等于给定值。
下面通过具体例子来说明自动控制和自动控制系统的概念。
图1-1 水位自动控制系统水位自动控制系统：控制任务：维持水箱内水位恒定；控制装置：气动阀门、控制器；受控对象：水箱、供水系统；被控量：水箱内水位的高度；给定值：控制器刻度盘指针标定的预定水位高度；测量装置：浮子；比较装置：控制器刻度盘；干扰：水的流出量和流入量的变化都将破坏水位保持恒定；由此可见：自动控制即没有人直接参与的控制，其基本任务是：在无人直接参与情况下，只利用控制装置操纵被控对象，使被控制量等于给定值。
自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备，一般由控制装置和被控对象组成。
二、自动控制的基本方式图1-2 自动控制方框图在上图中，除被控对象外的其余部分统称为控制装置，其必须具备以下三种职能部件。
测量元件：用以测量被控量或干扰量。
比较元件：将被控量与给定值进行比较。
执行元件：根据比较后的偏差，产生执行作用，去操纵被控对象。
参与控制的信号来自三条通道，即给定值、干扰量、被控量。
下面根据不同的信号源来分析自动控制的几种基本控制方式：按给定值操纵的开环控制；按干扰补偿的开环控制；按偏差调节的闭环控制。
1、按给定值操纵的开环控制开环控制——系统的输出端与输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。
第一章自动调节的基础知识第一节引言第二节调节对象的基本特性第三节自动调节规律第四节调节系统的整定第五节调节系统的试验第六节调节系统的质量指标第一节引言生产过程是否正常进行，通常是用一些物理量来表征的,当这些物理量偏离所希望维持的数值时，就表示生产过程离开了规定工况，必须加以调节。
调节的任务就是表征生产过程是否正常进行的这些物理量保持在所希望的数值上。
水冷壁位计汽包锅炉给水人工调节示意图人工/自动调节单元给定单元执行单元汽包锅炉给水自动调节示意图人工/自动简单控制系统简单控制系统是由一个被调量、一个控制量而且只用一个调节器、一个调节阀所组成的一个闭合回路。
在热工过程控制中简单控制系统是最基本的，也是应用最多的。
¾1．被调量（被控制量） 表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量。
¾2．给定值 按生产要求被调量必须维持的希望值。
¾3．控制对象（被控对象） 被调节的生产过程或设备称为控制对象。
¾4．调节机构 可用来改变进入控制对象的物质或能量的装置称为调节机构。
¾5．控制量（调节量） 由调节机构(阀门、挡板等)改变的流量(或能量)，用以控制被调量的变化。
¾6．扰动 引起被调量偏离其给定值的各种原因称为扰动。
如果扰动不包括在控制回路内部(例外界负荷)，称为外扰。
如果扰动发生在控制回路内部，称为内扰。
其中，由于调节机构开度变化造成的扰动，称为基本扰动。
变更控制器的给定值的扰动称为给定值扰动,有时也称控制作用扰动。
¾7．控制过程（调节过程） 原来处于平衡状态的控制对象，一旦受到扰动作用，被调量就会偏离给定值。
要通过自动控制仪表或运行人员的调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为调节过程。
¾8．自动控制系统 自动控制仪表和控制对象通过信号的传递互相联系起来就构成一个自动控制系统。
稳态动态第二节自动调节对象的基本特性¾调节对象基本特性的数学模型——传递函数¾热工对象动态特性的特点¾有自平衡能力的对象¾无自平衡能力的对象¾调节对象的特征参数¾对象动态特性的求取¾汽包炉机组的动态特性¾超临界机组的动态特性被控对象x r (t)x c (t)X c (s)X r (s) W(s) =被控对象控制通道控制通道通道:对象的输入量至输出量的信号联系。
