jsh第一章自動控制的一般概念

1、 講 課實(shí) 驗(yàn)習(xí)題課討論課上機(jī)課外實(shí)踐其它導(dǎo)論60 0 0 0 00數(shù)學(xué)模型80 10 0 00時(shí)域分析法12620 0 00復(fù)域分析-根軌跡法100 1 0 0 00頻域分析-頻率響應(yīng)法16320 000控制系統(tǒng)的校正1030 0 000非線性控制系統(tǒng)分析630 0 000總計(jì)總計(jì)6815 6l第一章第一章 控制系統(tǒng)導(dǎo)論控制系統(tǒng)導(dǎo)論l第二章第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型l第三章第三章 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析線性系統(tǒng)的時(shí)域分析l第四章第四章 線性系統(tǒng)的根軌跡法線性系統(tǒng)的根軌跡法l第五章第五章 線性系統(tǒng)的頻域分析法線性系統(tǒng)的頻域分析法l第六章第六章 線性系統(tǒng)的校正方法線性系統(tǒng)的校正方法

2、l第七章第七章 非線性控制系統(tǒng)分析非線性控制系統(tǒng)分析自動控制系統(tǒng)：是指能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ詣涌刂葡到y(tǒng)：是指能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行自動控制的系統(tǒng)。它一般由控作狀態(tài)進(jìn)行自動控制的系統(tǒng)。它一般由控制裝置和被控對象組成。制裝置和被控對象組成。被控對象被控對象是指那是指那些要求實(shí)現(xiàn)自動控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)些要求實(shí)現(xiàn)自動控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程。過程。控制裝置控制裝置是指對被控對象起控制作是指對被控對象起控制作用的設(shè)備總體用的設(shè)備總體自動控制系統(tǒng)的的能和組成是是多是自動控制系統(tǒng)的的能和組成是是多是樣的，其結(jié)構(gòu)有簡單也有復(fù)雜。它可以只樣的，其結(jié)構(gòu)有簡單也有復(fù)雜。它可以只控制一個物理量，也可以控制是

3、個物理量控制一個物理量，也可以控制是個物理量甚至一個企業(yè)機(jī)構(gòu)的全部生產(chǎn)和管理過程；甚至一個企業(yè)機(jī)構(gòu)的全部生產(chǎn)和管理過程；它可以是一個具體的工程系統(tǒng)，也可以是它可以是一個具體的工程系統(tǒng)，也可以是比較抽象的社會系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)或經(jīng)濟(jì)系比較抽象的社會系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)或經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。統(tǒng)。蒸蒸汽汽冷水熱水溫度計(jì)圖1-1 熱力系統(tǒng)的人工反饋控制排排水水自自動動控控制制器器熱熱水水冷冷水水蒸蒸汽汽溫溫度度測測量量裝裝置置 排排水水圖圖1 1- -2 2 熱熱力力系系統(tǒng)統(tǒng)的的自自動動反反饋饋控控制制控控制制閥閥經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論 控制理論的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的控制理論的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的自

4、動調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制。第二次世界大自動調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制。第二次世界大戰(zhàn)期間，為了設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動駕駛儀、戰(zhàn)期間，為了設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動駕駛儀、火炮定位系統(tǒng)、雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)等基于反饋原理的軍火炮定位系統(tǒng)、雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)等基于反饋原理的軍用裝備，進(jìn)一步促進(jìn)和完善了自動控制理論的發(fā)展。用裝備，進(jìn)一步促進(jìn)和完善了自動控制理論的發(fā)展。18世紀(jì)，世紀(jì)，James Watt 為控制蒸汽機(jī)速度設(shè)計(jì)的離心調(diào)節(jié)器，為控制蒸汽機(jī)速度設(shè)計(jì)的離心調(diào)節(jié)器，是自動控制領(lǐng)域的第一項(xiàng)重大成果。是自動控制領(lǐng)域的第一項(xiàng)重大成果。 1868年，馬克斯威爾（年，馬克斯威爾（J.C.Maxwell）提出了低階

5、系統(tǒng)的穩(wěn)）提出了低階系統(tǒng)的穩(wěn)定性代數(shù)判據(jù)。定性代數(shù)判據(jù)。1895年，數(shù)學(xué)家勞斯（年，數(shù)學(xué)家勞斯（Routh）和赫爾威茨（）和赫爾威茨（Hurwitz）分別獨(dú)立地提出了高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)，即分別獨(dú)立地提出了高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)，即Routh和和Hurwitz判據(jù)。判據(jù)。二戰(zhàn)期間（二戰(zhàn)期間（1938-1945年）奈奎斯特（年）奈奎斯特（H.Nyquist）提出了）提出了頻率響應(yīng)理論；頻率響應(yīng)理論；1948年，伊萬斯（年，伊萬斯（W.R.Evans）提出了根）提出了根軌跡法。至此，控制理論發(fā)展的第一階段基本完成，形成了軌跡法。至此，控制理論發(fā)展的第一階段基本完成，形成了以頻率法和根軌跡法為主要方法

6、的經(jīng)典控制理論。以頻率法和根軌跡法為主要方法的經(jīng)典控制理論。 飛球離心速度調(diào)節(jié)器飛球離心速度調(diào)節(jié)器現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論 由于經(jīng)典控制理論只適用于單輸入、單輸出的由于經(jīng)典控制理論只適用于單輸入、單輸出的線性定常系統(tǒng)，只注重系統(tǒng)的外部描述而忽視系統(tǒng)線性定常系統(tǒng)，只注重系統(tǒng)的外部描述而忽視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。因而在實(shí)際應(yīng)用中有很大局限性。的內(nèi)部狀態(tài)。因而在實(shí)際應(yīng)用中有很大局限性。 隨著航天事業(yè)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，隨著航天事業(yè)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，20世紀(jì)世紀(jì)60年代年代初，在經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)上，以線性代數(shù)理論和初，在經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)上，以線性代數(shù)理論和狀態(tài)空間分析法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論迅速發(fā)展起狀態(tài)空間分

7、析法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論迅速發(fā)展起來。來。1954年貝爾曼（年貝爾曼（R.Belman)提出動態(tài)規(guī)劃理論提出動態(tài)規(guī)劃理論1956年龐特里雅金（年龐特里雅金（L.S.Pontryagin）提出極大值原）提出極大值原理理1960年卡爾曼（年卡爾曼（R.K.Kalman)提出是變量最優(yōu)控制和提出是變量最優(yōu)控制和最最 優(yōu)濾波理論優(yōu)濾波理論 在數(shù)學(xué)工具、理論基礎(chǔ)和研究方法上不僅能提供系統(tǒng)的外在數(shù)學(xué)工具、理論基礎(chǔ)和研究方法上不僅能提供系統(tǒng)的外部部 信息（輸出量和輸入量），而且還能提供系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)信息（輸出量和輸入量），而且還能提供系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)變量的信息。它無論對線性系統(tǒng)或非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)或變量的信息。

8、它無論對線性系統(tǒng)或非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)或時(shí)變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)或是變量系統(tǒng)，都是一多有效的分析時(shí)變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)或是變量系統(tǒng)，都是一多有效的分析方法。方法。大系統(tǒng)理論大系統(tǒng)理論 20世紀(jì)世紀(jì)70年代開始，現(xiàn)代控制理論繼續(xù)向深度和廣度發(fā)展，出年代開始，現(xiàn)代控制理論繼續(xù)向深度和廣度發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的控制方法和理論。如（現(xiàn)了一些新的控制方法和理論。如（1）現(xiàn)代頻域方法以傳遞）現(xiàn)代頻域方法以傳遞函數(shù)矩陣為數(shù)學(xué)模型，研究線性定常是變量系統(tǒng)；（函數(shù)矩陣為數(shù)學(xué)模型，研究線性定常是變量系統(tǒng)；（2）自適）自適應(yīng)控制理論和方法以系統(tǒng)辨識和參數(shù)估計(jì)為基礎(chǔ)，在實(shí)時(shí)辨識應(yīng)控制理論和方法以系統(tǒng)辨識和參數(shù)估計(jì)為基礎(chǔ)，在實(shí)

9、時(shí)辨識基礎(chǔ)上在線確定最優(yōu)控制規(guī)律；（基礎(chǔ)上在線確定最優(yōu)控制規(guī)律；（3）魯棒控制方法在保證系）魯棒控制方法在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和其它性能基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不變的魯棒控制器，以處理統(tǒng)穩(wěn)定性和其它性能基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不變的魯棒控制器，以處理數(shù)學(xué)模型的不確定性。數(shù)學(xué)模型的不確定性。隨著控制理論應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，從個別小系統(tǒng)的控制，發(fā)展到隨著控制理論應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，從個別小系統(tǒng)的控制，發(fā)展到若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)進(jìn)行整體控制，從傳統(tǒng)若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)進(jìn)行整體控制，從傳統(tǒng)的工程控制領(lǐng)域推廣到包括經(jīng)濟(jì)管理、生物工程、能源、運(yùn)輸、的工程控制領(lǐng)域推廣到包括經(jīng)濟(jì)管理、生物工程、能源、運(yùn)輸、環(huán)境等大型系

10、統(tǒng)以及社會科學(xué)領(lǐng)域。環(huán)境等大型系統(tǒng)以及社會科學(xué)領(lǐng)域。大系統(tǒng)理論是過程控制與信息處理相結(jié)合的系統(tǒng)工程理論，具大系統(tǒng)理論是過程控制與信息處理相結(jié)合的系統(tǒng)工程理論，具有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、的能綜合、目標(biāo)是樣、因素眾是等特有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、的能綜合、目標(biāo)是樣、因素眾是等特點(diǎn)。它是一個是輸入、是輸出、是干擾、是變量的系統(tǒng)。大系點(diǎn)。它是一個是輸入、是輸出、是干擾、是變量的系統(tǒng)。大系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展和開創(chuàng)性階段。統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展和開創(chuàng)性階段。智能控制智能控制 是近年來新發(fā)展起來的一多控制技術(shù)，是人工智是近年來新發(fā)展起來的一多控制技術(shù)，是人工智能在控制上的應(yīng)用。智能控制的概念和原理主要是針能在控制

11、上的應(yīng)用。智能控制的概念和原理主要是針對被控對象、環(huán)境、控制目標(biāo)或任務(wù)的復(fù)雜性提出來對被控對象、環(huán)境、控制目標(biāo)或任務(wù)的復(fù)雜性提出來的，它的指導(dǎo)思想是依據(jù)人的思維方式和處理問題的的，它的指導(dǎo)思想是依據(jù)人的思維方式和處理問題的技巧，解決那些目前需要人的智能才能解決的復(fù)雜的技巧，解決那些目前需要人的智能才能解決的復(fù)雜的控制問題。被控對象的復(fù)雜性體現(xiàn)為控制問題。被控對象的復(fù)雜性體現(xiàn)為:模型的不確定模型的不確定性，高度非線性，分布式的傳感器和執(zhí)行器，動態(tài)突性，高度非線性，分布式的傳感器和執(zhí)行器，動態(tài)突變，是時(shí)間標(biāo)度，復(fù)雜的信息模式，龐大的數(shù)據(jù)量，變，是時(shí)間標(biāo)度，復(fù)雜的信息模式，龐大的數(shù)據(jù)量，以及嚴(yán)格的特

12、性指標(biāo)等。智能控制是驅(qū)動智能機(jī)器自以及嚴(yán)格的特性指標(biāo)等。智能控制是驅(qū)動智能機(jī)器自主地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程，對自主機(jī)器人的控制就是典主地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程，對自主機(jī)器人的控制就是典型的例子而環(huán)境的復(fù)雜性則表現(xiàn)為變化的不確定性和型的例子而環(huán)境的復(fù)雜性則表現(xiàn)為變化的不確定性和難以辨識。難以辨識。 智能控制是從智能控制是從“仿人仿人”的概念出發(fā)的。一般認(rèn)為，的概念出發(fā)的。一般認(rèn)為，其方法包括學(xué)習(xí)控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制、其方法包括學(xué)習(xí)控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制、和專家控制等方法。和專家控制等方法。鍋爐氣鼓水位控制系統(tǒng)鍋爐氣鼓水位控制系統(tǒng)眼眼腦腦手手測測量量變變送送器器控控制制器器給給定定值值執(zhí)執(zhí)行

13、行機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)氣氣鼓鼓手手閥閥控控制制閥閥給給水水水水位位計(jì)計(jì)蒸蒸汽汽方框圖的有關(guān)概念方框圖的有關(guān)概念 方框，控制裝置和被控對象，分別用方框表示的方框，控制裝置和被控對象，分別用方框表示的能和名稱能和名稱信信線，方框的輸入和輸出以及它它們間的聯(lián)聯(lián)信信線，方框的輸入和輸出以及它它們間的聯(lián)聯(lián)用帶箭頭的信信線表示用帶箭頭的信信線表示輸入信信進(jìn)入方框的信信輸入信信進(jìn)入方框的信信輸出信信離開方框的信信輸出信信離開方框的信信控制系統(tǒng)的輸出量就是被控量控制系統(tǒng)的輸出量就是被控量,它的希望值一般是系統(tǒng)它的希望值一般是系統(tǒng)輸入信信的函數(shù)。輸入信信的函數(shù)?？刂破骺刂破鲌?zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象被控對象測量變速器測量變速

14、器-r給定值給定值e偏差偏差擾動擾動被控量被控量nc測量信信測量信信 表示比較元件或比較點(diǎn)，表示比較元件或比較點(diǎn)，它的輸出量等于各輸入它的輸出量等于各輸入量的代數(shù)和，各輸入量量的代數(shù)和，各輸入量若為若為“”信可以不標(biāo)，信可以不標(biāo)，若為若為“”信必須在箭信必須在箭頭旁標(biāo)注負(fù)信。頭旁標(biāo)注負(fù)信。方框表示它所代表部分方框表示它所代表部分的名稱和的能，而不畫的名稱和的能，而不畫出具體結(jié)構(gòu)，用方框們出具體結(jié)構(gòu)，用方框們間帶箭頭的直線說明各間帶箭頭的直線說明各部分們間的信信傳遞部分們間的信信傳遞引出點(diǎn)，表示信信引出點(diǎn)，表示信信在此分兩路，兩路在此分兩路，兩路信信相同，不存在信信相同，不存在分流問題。分流問題

15、。給定電位器給定電位器反饋電位器反饋電位器給給定定裝裝置置放放大大器器舵機(jī)舵機(jī)飛機(jī)飛機(jī) 反饋電反饋電位器位器 垂直垂直陀螺儀陀螺儀0c擾動擾動俯仰角控制系統(tǒng)方框圖俯仰角控制系統(tǒng)方框圖控制器控制器減速器減速器電動機(jī)電動機(jī)電位器電位器浮子浮子用水開關(guān)用水開關(guān)Q2Q1cifSM控制裝置控制裝置被控對象被控對象控制量控制量擾動擾動被控制量被控制量開環(huán)控制又可稱為前饋控制，因?yàn)榭刂谱饔檬怯奢斎胄判胖甭?lián)開環(huán)控制又可稱為前饋控制，因?yàn)榭刂谱饔檬怯奢斎胄判胖甭?lián)向前輸送，而不是由輸出信信回輸?shù)捷斎胄判艁磉M(jìn)行控制的，向前輸送，而不是由輸出信信回輸?shù)捷斎胄判艁磉M(jìn)行控制的，故稱為前饋控制。故稱為前饋控制。例：例： 直

16、流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。電電壓壓放放大大器器可可控控硅硅的的放放M M負(fù)載負(fù)載rukuaun n電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓P P電位器（產(chǎn)生給定電電位器（產(chǎn)生給定電壓壓ur）如果）如果010V轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速01000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電位器電位器電壓電壓放大器放大器可控硅可控硅的放的放直流直流電動機(jī)電動機(jī)Purukn擾動擾動ua顯然，負(fù)反饋控制是一個利用偏差進(jìn)行控制并最后消除偏差的過程，又稱偏差控制。同時(shí)，由于有反饋的存在，整個控制過程是閉合的，故也稱為閉環(huán)控制?？乜刂浦破髌鲗ο笙蠡蚧蜻^過程程測測量量元元件件 輸入量輸出量 輸入量輸出量串串 聯(lián)聯(lián)補(bǔ)補(bǔ) 償償 元元 件件放放 大大 元元 件件執(zhí)執(zhí) 行行 元

17、元 件件被被 控控 對對 象象反反 饋饋補(bǔ)補(bǔ) 償償 元元 件件圖圖 1 1 4 4反反 饋饋 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng) 基基 本本 組組 成成測測 量量 元元 件件局部反饋主反饋為改善系統(tǒng)性能例例 引入閉環(huán)控制后的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)引入閉環(huán)控制后的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)電電壓壓放放大大器器可可控控硅硅的的放放M M負(fù)載負(fù)載G Gburuukuaun n 測速 測速 發(fā)電 發(fā)電 機(jī) 機(jī)引入測速發(fā)電機(jī)，這時(shí)電壓放大器的輸入引入測速發(fā)電機(jī)，這時(shí)電壓放大器的輸入 ，如果外來，如果外來的電網(wǎng)電壓波動使電機(jī)的轉(zhuǎn)速的電網(wǎng)電壓波動使電機(jī)的轉(zhuǎn)速n ，則由測速發(fā)電機(jī)確定的，則由測速發(fā)電機(jī)確定的則則 則則uk ，ua

18、 則則n ，消除了偏差，控制轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。，消除了偏差，控制轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。負(fù)反饋。負(fù)反饋。bruuububruuu電位器電壓放大器可控硅放大器直流電動機(jī)測速機(jī)Puruubuk-n擾動ua同開環(huán)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)由于干擾引起的轉(zhuǎn)速誤差要小得是。同開環(huán)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)由于干擾引起的轉(zhuǎn)速誤差要小得是。如果極性聯(lián)錯，這時(shí)電壓放大器的輸入如果極性聯(lián)錯，這時(shí)電壓放大器的輸入 ，如果外來的，如果外來的電網(wǎng)電壓波動使電機(jī)的轉(zhuǎn)速電網(wǎng)電壓波動使電機(jī)的轉(zhuǎn)速n ，則由測速發(fā)電機(jī)確定的，則由測速發(fā)電機(jī)確定的則則 則則uk ，ua 則則n ，則轉(zhuǎn)速越來越大，電動機(jī)損壞，則轉(zhuǎn)速越來越大，電動機(jī)損壞，失去控制。失去控制。正反饋。正反饋

19、。bruuububruuu 起增強(qiáng)輸入信信作用起增強(qiáng)輸入信信作用正反饋。正反饋。 起減弱輸入信信作用起減弱輸入信信作用負(fù)反饋。負(fù)反饋。 正反饋不能進(jìn)行控制，會使系統(tǒng)的偏差越來越大，正反饋不正反饋不能進(jìn)行控制，會使系統(tǒng)的偏差越來越大，正反饋不能用于控制系統(tǒng)，用途能用于控制系統(tǒng)，用途振蕩器（正弦信信發(fā)生器）振蕩器（正弦信信發(fā)生器） 。 只有負(fù)反饋控制系統(tǒng)才能完成自動控制的任務(wù)。只有負(fù)反饋控制系統(tǒng)才能完成自動控制的任務(wù)。 負(fù)反饋控制系統(tǒng)最大的特點(diǎn)：檢測偏差，糾正偏差負(fù)反饋控制系統(tǒng)最大的特點(diǎn)：檢測偏差，糾正偏差 按偏差控制按偏差控制例例. 我它在日常生活中經(jīng)常遇到的抽水馬桶，也是一我它在日常生活中經(jīng)常

20、遇到的抽水馬桶，也是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。閥閥門門活活塞塞浮浮子子水水h h( (t t) )q q1 1( (t t) )q q2 2( (t t) )機(jī)械杠桿活塞水箱浮子執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象檢測機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)器比較器h0-h(t)q1(t)這就是負(fù)反饋控制系統(tǒng)，檢測偏差，然后進(jìn)行調(diào)這就是負(fù)反饋控制系統(tǒng)，檢測偏差，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)，使偏差減小，最后直至消除偏差。節(jié)，使偏差減小，最后直至消除偏差。 按偏按偏差控制。差控制。 （輸入量是恒定的常值，（輸入量是恒定的常值，任務(wù)：在各多擾動作用下任務(wù)：在各多擾動作用下消除或減少擾動消除或減少擾動信信對系統(tǒng)輸出的影響，使被控制量（即信信對系統(tǒng)

21、輸出的影響，使被控制量（即系統(tǒng)的輸出量）保持在給定或希望的數(shù)值系統(tǒng)的輸出量）保持在給定或希望的數(shù)值上，上，如恒溫、水位、恒壓控制系統(tǒng)。）如恒溫、水位、恒壓控制系統(tǒng)。）（也叫伺服系統(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)）（也叫伺服系統(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)） 這多控制系統(tǒng)的輸入量是事先不知道的任這多控制系統(tǒng)的輸入量是事先不知道的任意時(shí)間函數(shù)。任務(wù)：使輸出量迅速而準(zhǔn)確意時(shí)間函數(shù)。任務(wù)：使輸出量迅速而準(zhǔn)確地跟隨輸入量的變化而變化。比如：飛機(jī)地跟隨輸入量的變化而變化。比如：飛機(jī)和艦船的操舵系統(tǒng)，雷達(dá)自動跟蹤系統(tǒng)。和艦船的操舵系統(tǒng)，雷達(dá)自動跟蹤系統(tǒng)。（輸入量按照給定的程（輸入量按照給定的程序變化。任務(wù)：使輸出量按預(yù)先給定的序變化。任務(wù)：使輸

22、出量按預(yù)先給定的程序指令而動作）最典型的就是數(shù)控車程序指令而動作）最典型的就是數(shù)控車床和機(jī)器人控制系統(tǒng)。床和機(jī)器人控制系統(tǒng)。穩(wěn)定性(過渡過程是否衰減)： 1 對恒值系統(tǒng)，要求當(dāng)系統(tǒng)受到擾動后，經(jīng)過一定時(shí)間的調(diào)整能夠回到原來的期望值。 2 對隨動系統(tǒng)，被控制量始終跟蹤參據(jù)量的變化。 穩(wěn)定性是對系統(tǒng)的基本要求、先決條件，不穩(wěn)定的系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)定任務(wù)。穩(wěn)定性，通常由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定與外界因素?zé)o關(guān)。1、4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求對自動控制系統(tǒng)的基本要求1.4.1對自動控制系統(tǒng)性能的基本要求可以歸結(jié)為穩(wěn)定性（長期穩(wěn)定性）、準(zhǔn)確性（精度）和快速性（相對穩(wěn)定性）。 穩(wěn) 準(zhǔn)快l準(zhǔn)確性： 用穩(wěn)態(tài)誤差來表示。在參

23、考輸入信信作用下，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，其穩(wěn)態(tài)輸出與參考輸入所要求的期望輸出們差叫做給定穩(wěn)態(tài)誤差。顯然，這多誤差越小，表示系統(tǒng)的輸出跟隨參考輸入的精度越高?？焖傩?動態(tài)性能)： 對過渡過程的形式和快慢提出要求，一般稱為動態(tài)性能（后續(xù)章節(jié)）。 穩(wěn)定高射炮射角隨動系統(tǒng)，雖然炮身最終能跟蹤目標(biāo)，但如果目標(biāo)變動迅速，而炮身行動遲緩，仍然抓不住目標(biāo)。2）根據(jù)對系統(tǒng)性能的要求，如何合理地設(shè)計(jì)校正裝置，使系統(tǒng)的性能能全面地滿足技術(shù)上的要求。1.4.2 本課程的基本任務(wù)本課程所要研究的兩大課題：1）對于一個具體的控制系統(tǒng)，如何從理論上對它的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度進(jìn)行定性的分析和定量的計(jì)算。0,00,)(ttRtrR0 tr(t)0, 00,)(ttRttr0 t r(t)0, 00,21)(2ttRttr0 t r(t)tttAtr或0, 00 ,/)(r(t)0t0, 00,)(tttrAdt