第一章控制系统简介
第一章控制系统简介
提纲 1.1自动控制的基本原理 1.2自动控制系统的分类 1.3对控制系统的基本要求 1.4自动控制的发展简史 小结
提纲 1.1自动控制的基本原理 1.2 自动控制系统的分类 1.3 对控制系统的基本要求 1.4自动控制的发展简史 小结
1.1自动控制的基本原理 自动控制作为一种技术手段已经广泛地应用于 工业、农业、国防乃至日常生活和社会科学许 多领域。 。 所谓自动控制就是指在脱离人的直接干预，利 用控制装置（简称控制器）使被控对象（如设 备生产过程等)的工作状态或简称被控量（如 温度、压力、流量、速度、pH值等)按照预定 的规律运行。实现上述控制目的，由相互制约 的各部分按一定规律组成的具有特定功能的整 体称为自动控制系统
1.1自动控制的基本原理 • 自动控制作为一种技术手段已经广泛地应用于 工业、农业、国防乃至日常生活和社会科学许 多领域。 • 所谓自动控制就是指在脱离人的直接干预，利 用控制装置（简称控制器）使被控对象（如设 备生产过程等）的工作状态或简称被控量（如 温度、压力、流量、速度、pH值等）按照预定 的规律运行。实现上述控制目的，由相互制约 的各部分按一定规律组成的具有特定功能的整 体称为自动控制系统
从物理角度上来看，自动控制理论研究的 是特定激励作用下的系统响应变化情况；从数 学角度上来看，研究的是输入与输出之间的映 射关系；从信息处理的角度来看，研究的是信 息的获取、处理、变换、输出等问题。 随着科学技术的进步，自动控制的概念也 在扩大，政治、经济、社会等各个领域也越来 越多地被认为与自动控制有关。现在已发展成 为一门独立的学科一控制论。其中包括：工 程控制论、生物控制论和经济控制论
从物理角度上来看，自动控制理论研究的 是特定激励作用下的系统响应变化情况；从数 学角度上来看，研究的是输入与输出之间的映 射关系；从信息处理的角度来看，研究的是信 息的获取、处理、变换、输出等问题。 随着科学技术的进步，自动控制的概念也 在扩大，政治、经济、社会等各个领域也越来 越多地被认为与自动控制有关。现在已发展成 为一门独立的学科——控制论。其中包括：工 程控制论、生物控制论和经济控制论
直流电动机速度自动控制的原理结构 图如图1-1所示。图中，电位器电压为输 +U 入信号。测速发电机是电动机转速的测量 元件。图1-1中，代表电动机转速变化的 测速发电机电压送到输入端与电位器电压 进行比较，两者的差值（又称偏差信号） 电动机 控制功率放大器（控制器），控制器的输 电 功率 出控制电动机的转速，这就形成了电动机 器 放大器 转速自动控制系统。 电源变化、负载变化等引起转速变化， 称为扰动。电动机被称为被控对象， 转速称为被控量，当电动机受到扰动 电 机 后，转速（被控量）发生变化，经测 量元件（测速发电机）将转速信号 (又称为反馈信号)反馈到控制器 图1-1直流电动机速度自动控制的原理结构图 (功率放大器)，使控制器的输出 (称为控制量)发生相应的变化，从 而可以自动地保持转速不变或使偏差 保持在允许的范围内
功率 放大器 ＋U 电动机 测 速 发 电 机 电 位 器 ＋ ＋ 图1-1 直流电动机速度自动控制的原理结构图 电源变化、负载变化等引起转速变化， 称为扰动。电动机被称为被控对象， 转速称为被控量，当电动机受到扰动 后，转速（被控量）发生变化，经测 量元件（测速发电机）将转速信号 （又称为反馈信号）反馈到控制器 （功率放大器），使控制器的输出 （称为控制量）发生相应的变化，从 而可以自动地保持转速不变或使偏差 保持在允许的范围内。 直流电动机速度自动控制的原理结构 图如图1-1所示。图中，电位器电压为输 入信号。测速发电机是电动机转速的测量 元件。图1-1中，代表电动机转速变化的 测速发电机电压送到输入端与电位器电压 进行比较，两者的差值（又称偏差信号） 控制功率放大器（控制器），控制器的输 出控制电动机的转速，这就形成了电动机 转速自动控制系统