自动控制原理课件1(梅晓榕).pptVIP

Glacier@Himilays 主要内容 第一章 绪论? 第二章 控制系统的数学模型? 第三章 线性连续系统的时域分析? 第四章 线性系统的根轨迹法? 第五章 线性系统的频率特性分析? 第六章 线性系统的校正 ? 第七章 线性离散系统的分析? 第八章 线性系统的状态空间法? 本课程的任务 学习方法 CAI教学 1.1.3 现代控制理论(20世纪60-70年代)MIMO系统 自适应控制 大系统理论 非线性控制 为了克服开环控制的缺点, 提高控制精度, 在一些扰动可以预计的场合, 可以根据测得扰动量的大小, 对系统产生一种补偿和修正, 从而减小或抵消扰动对输出量的影响。这种控制方式,从 直流电动机转速控制系统中, 负载的增大引起转速下降。负载变化可以通过测量电枢回路电流变化间接反映出来, 按电流变化的大小, 产生一个附加的控制作用, 用以补偿由它引起的转速下降。这样构成的转速控制系统即为按扰动控制。 可明显地看出控制作用的传递过程。图中 用 “ ” 代表多路信号汇合点,“+”表示信号相加,"-"表示相减。 把负载变化视为外部扰动输入。对输出转速产生的影响及控制补偿作用, 分别沿箭头的方向从输入端传送到输出端, 作用的路径也是单向的,不闭合的。对照前一种按给定控制的路径, 它们是相互平行的。因此 即影响控制作用的大小。这种自成循环的控制作用, 使信息的传递路径形了一个闭合的环路, 称为闭环 简言之, 闭环控制就是根据输出来决定控制。闭环控制这个术语, 总是意味着采用反馈控制作用, 以减小系统误差。 , 增加了一个由测速发电机构成的反馈回路, 用来检测输出的转速 ，将这个代表实际输出转速的反馈电压与代表希望输出转速的给定电压进行比较, 所得出的偏差信号作为产生控制作用的基础。通过功率放大器来控制电动机的转速, 这也常称为按偏差控制。 可以看出, 在控制过程中, 只要偏差存在, 控制作用总是存在的。控制的最终目的, 是减小偏差, 提高控制精度。 (如生产过程中的位移、速度、温度，电力系统中的电压、电流、功率等物理量，或某些化合物的成分，航空航天中的飞船姿态等) 在科学技术飞速发展的今天，自动控制所起的作用越来越重要，无论是在宇宙飞船、导弹制导的尖端技术领域中，还是在机器制造业及工业过程控制中，它所取得的成就都是惊人的。自动控制理论与实践的不断发展，为人们提供了设计最佳系统的方法 1892发表了“运动稳定性的一般问题”的论文，提出了两个著名的研究稳定问题的方法(李氏第一法和第二法)，为线性和非线性理论奠定了坚实的理论基础， 分别在1877年和1896年独立地提出了两种著名的。 图中直流电动机, 要求带动负载以一定的转速转动。其电枢电压由功率放大器提供。当调节电位器滑臂位置时, 可以改变功率放大器的输入电压, 从而改变电动机的电枢电压, 最终改变电动机的转速。以上的控制过程, 可用方框图简单直观地表示成图 1-4 的形式。 控制信息的传递过程是由输入端沿箭头方向逐级传向输出端。控制作用直接由系统的输入量产生。给定一个输入量, 就有一个输出量与之相应。控制精度完全取决于信息传递过程中所用元件性能的优劣及校准的精度 按给定控制方式的,控制的精度, 是不能由输入值来保证的。 假如输入值不变, 原则上希望输出转速保持相应的恒定值,其他的干扰因素不要影响输出的状态。但实际情况往往不是这样, 当系统受到外界扰动时, 例如电动机的负载增大, 即使电位器的位置按控制指令不变, 输出转速仍要跟着下降。 自动售货机、自动洗衣机、产品自动生产线、数控机床及交通指挥红绿灯转换都是开环控制 由于开环控制结构简单、调整方便、成本低, 在国民经济各部门均有采用。 由于这一缺点 , 有些控制精度要求较高的场合 , 开环控制是不能满足要求的。 这类系统结构简单,成本低, 容易控制, 但是控制精度低. 如果在控制器或控制对象上存在干扰, 或者由于控制器元器件老化、控制对象结构或参数因工作环境而发生变化, 均会导致系统输出的不稳定, 使输出值偏离预期值. 如果系统的给定输入与被控量之间的关系固定, 且其内部参数或外来扰动的变化都较小, 或这些扰动因素可以事先确定并能给予补偿, 则采用开环控制也能取得较为满意的控制效果 . 在控制系统中,如果在控制器和被控对象之间, 不仅存在正向作用, 而且存在着反向作用, 即那么这类控制称为 正是由于引入了反馈信息, 使整个控制过程成为闭合的。因此, 根据实际输出来修正控制作用, 实现对被控对象进行控制的任务, 这种控制原理 在闭环控制系统中, 其控制作用的基础是被控量与给定值之间的偏差。这个偏差是各种实际扰动所导致的总"后果", 它并不区分其中的个别原因。因此 ,这种系统往往同时能够抵制多种扰动, 而且对系统