第一次課(授課內(nèi)容)

1、4 4、自動(dòng)控制研究的內(nèi)容：、自動(dòng)控制研究的內(nèi)容：研究對(duì)象研究對(duì)象 數(shù)學(xué)工具數(shù)學(xué)工具 分析方法分析方法局限性局限性經(jīng)典經(jīng)典控制控制理論理論單單I/OI/O線性定常線性定常系統(tǒng)系統(tǒng)微分方程微分方程傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)時(shí)域法時(shí)域法頻域法頻域法根軌跡法根軌跡法對(duì)復(fù)雜多變量對(duì)復(fù)雜多變量系統(tǒng)、時(shí)變和系統(tǒng)、時(shí)變和非線性系統(tǒng)無(wú)非線性系統(tǒng)無(wú)能為力能為力現(xiàn)代現(xiàn)代控制控制理論理論多輸入多輸入- -多多輸出變系輸出變系數(shù)，非線數(shù)，非線性等系統(tǒng)性等系統(tǒng)線性代數(shù)線性代數(shù)矩陣矩陣?yán)碚摾碚摖顟B(tài)狀態(tài)空間法空間法比較繁瑣比較繁瑣（但由于計(jì)（但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的算機(jī)技術(shù)的 迅速發(fā)展，迅速發(fā)展，已克服已克服) ) 二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本

2、概念控制系統(tǒng)可以由人工控制，也可以采用自動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)可以由人工控制，也可以采用自動(dòng)控制。 1、人工控制：、人工控制：進(jìn)進(jìn)水水水水池池要要求求水水位位實(shí)實(shí)際際水水位位出出水水 液位人工控制原理圖液位人工控制原理圖 液位控制系統(tǒng)液位控制系統(tǒng)若要求在出水量隨意的條件下，保持水位高度不變：操作人員需先測(cè)實(shí)際水位，并在腦子中與要求的水位進(jìn)行比較。若低于要求的水位，則需開(kāi)大進(jìn)水閥門。否則應(yīng)關(guān)小進(jìn)水閥門。若兩者正好相等，則進(jìn)水閥門不動(dòng)。人工控制（續(xù)）人工控制（續(xù)） 根據(jù)系統(tǒng)原理圖可畫(huà)出其方框圖如圖所示。根據(jù)系統(tǒng)原理圖可畫(huà)出其方框圖如圖所示。 要要求求水水位位執(zhí)執(zhí)行行水水池池實(shí)實(shí)際際水水位位出出水水量量測(cè)

3、測(cè)量量 比比較較、計(jì)計(jì)算算水位人工控制系統(tǒng)方框圖水位人工控制系統(tǒng)方框圖人工控制（續(xù)）人工控制（續(xù)） 2、自動(dòng)控制、自動(dòng)控制機(jī)械機(jī)械水位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖水位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖1用一個(gè)浮球眼睛“觀測(cè)”液位用一個(gè)杠桿系統(tǒng)人的手臂和大腦 當(dāng)液位受干擾上升時(shí)，浮球上升，杠桿a端上升，b端下降，閥門的閥芯下降，使水槽的進(jìn)水量減少，進(jìn)水量的減少使液位下降，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)控制的目的； 當(dāng)液位受干擾下降時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程相反，同樣能使液位穩(wěn)定在平衡點(diǎn)。自動(dòng)控制自動(dòng)控制1（續(xù)）（續(xù)） 水位自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖水位自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖12、自動(dòng)控制、自動(dòng)控制-儀表儀表 該水池若改為由自動(dòng)控制裝置代替操作人員

4、：由浮子測(cè)出實(shí)際水位，與要求的水位比較。然后得出偏差再由調(diào)節(jié)元件根據(jù)偏差的大小和正負(fù)產(chǎn)生控制信號(hào)。最后由執(zhí)行元件根據(jù)信號(hào)產(chǎn)生控制作用。如圖所示。進(jìn)進(jìn)水水浮浮子子實(shí)實(shí)際際水水位位出出水水 + +- -連連桿桿電電機(jī)機(jī)M M水位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖水位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖 浮子測(cè)水位，由連桿和電位器進(jìn)行比較：浮子低則電位器上得到正電壓，經(jīng)放大后使電機(jī)向進(jìn)水閥門開(kāi)大的方向旋轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)浮子高時(shí)，電位器上得到負(fù)電壓，電機(jī)向閥門關(guān)小的方向旋轉(zhuǎn)；若水位正好，則電位器上電壓為零，電機(jī)不轉(zhuǎn)，閥門不動(dòng)。要求水位電電機(jī)機(jī)閥閥門門水水池池出出水水量量實(shí)實(shí)際際水水位位浮浮子子 電位器連桿比較 水位自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖水位自

5、動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖自動(dòng)控制（續(xù)）自動(dòng)控制（續(xù)）3 3、控制系統(tǒng)中的常用術(shù)語(yǔ)、控制系統(tǒng)中的常用術(shù)語(yǔ) （1）自動(dòng)控制在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程或工作機(jī)械自動(dòng)的按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行、或使其某個(gè)參數(shù)按要求變化。（2）控制裝置外加的設(shè)備或裝置，亦叫控制器。（3）被控對(duì)象被控制的設(shè)備。（4）被控量表征被控對(duì)象工作狀態(tài)的物理參量，也叫輸出量。（5）給定量要求被控量所應(yīng)保持的數(shù)值。也叫輸入量或叫參考輸入。（6）干擾量系統(tǒng)不希望的外作用，也叫擾動(dòng)輸入。如液位自動(dòng)控制系統(tǒng)：如液位自動(dòng)控制系統(tǒng)：進(jìn)進(jìn) 水水浮浮 子子實(shí)實(shí)際際水水位位出出 水水 + +- -連連桿桿電電 機(jī)機(jī)M M水位自動(dòng)控制

6、系統(tǒng)原理圖水位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖干擾干擾信號(hào)信號(hào) 測(cè)量測(cè)量元件元件 輸出量輸出量 被控對(duì)象被控對(duì)象 比較元件比較元件 （9）自動(dòng)控制系統(tǒng)：由被控對(duì)象和控制器按一定方式連接起來(lái)的、完成一定自動(dòng)控制任務(wù)的總體。（7）反饋量：由系統(tǒng)輸出端取出并反向送回系統(tǒng)輸 入端的信號(hào)。反饋有主反饋和局部反饋之分。（8）偏差量：給定量與主反饋信號(hào)之差。自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 利用控制器操縱被控對(duì)象，使其被控量按技術(shù)要求變化。若r(t)給定量，c(t)被控量，則自控的任務(wù)之?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式為：使被控量滿足c(t) r(t)。自控系統(tǒng)的組成如圖所示。三、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成三、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成控制器控制

7、器給定元件：其職能是給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量。一般為電位器。比較元件：其職能是把測(cè)量到的被控量實(shí)際值與給定元件給出的輸入量進(jìn)行比較，求出他們之間的偏差。常用的有差動(dòng)放大器、機(jī)械差動(dòng)裝置、電橋電路、計(jì)算機(jī)等。測(cè)量元件：其職能是檢測(cè)被控制量的物理量。如測(cè)速機(jī)、熱電偶、自整角機(jī)、電位器、旋轉(zhuǎn)變壓器、浮子等?；窘M成（續(xù)）基本組成（續(xù)）放大元件：其職能是將比較元件給出的偏差信號(hào)進(jìn)行放大，用來(lái)推動(dòng)執(zhí)行元件去控制受控對(duì)象。如：晶體管、集成電路、晶閘管等組成的電壓、功率放大器。執(zhí)行元件：其職能是直接推動(dòng)受控對(duì)象，使其被控量發(fā)生變化。如：閥門、電機(jī)、液壓馬達(dá)等?；窘M成（續(xù)）基本組成（續(xù)）：從信號(hào)

8、傳送看：c(t)經(jīng)測(cè)量后回到輸入端，構(gòu)成閉環(huán)，具有反饋形式，且為負(fù)反饋。從控制作用的產(chǎn)生看：由偏差產(chǎn)生的控制作用使系統(tǒng)沿減小或消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)偏差控制。校正元件：也叫補(bǔ)償元件，它是結(jié)構(gòu)或參數(shù)便于調(diào)整的元件。用串聯(lián)或并聯(lián)（反饋）的方式連接于系統(tǒng)中，以改善系統(tǒng)的性能。如：電阻、電容組成的無(wú)源或有源網(wǎng)絡(luò)，還有計(jì)算機(jī)?；窘M成（續(xù)）基本組成（續(xù)）由： 四部分組成。 被控變量被控變量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出信號(hào)輸出信號(hào)操縱變量操縱變量 用下圖表示控制系統(tǒng)的構(gòu)成，這是通用的單輸入單輸出控制系統(tǒng)的框圖。 這種方式是將表示各環(huán)節(jié)的方塊根據(jù)信號(hào)流的關(guān)系排列起來(lái)，組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖。 將被控變量檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為標(biāo)

9、準(zhǔn)信號(hào)，當(dāng)系統(tǒng)受到干擾影響時(shí)，檢測(cè)信號(hào)與設(shè)定值之間就有偏差，因此，檢測(cè)變送信號(hào)在中與設(shè)定值比較，其偏差按一定的控制規(guī)律預(yù)算，并輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)改變操縱變量，使的被控變量回復(fù)到設(shè)定值。進(jìn)水進(jìn)水排空閥排空閥加熱器加熱器安全閥安全閥蒸汽輸出蒸汽輸出 案例分析案例分析工業(yè)用電加熱爐溫度、液位控制系統(tǒng)工業(yè)用電加熱爐溫度、液位控制系統(tǒng) 通過(guò)對(duì)電加熱爐工藝基本要求進(jìn)行分析可知，該電加熱爐鍋爐的控制可分為兩個(gè)問(wèn)題： （1）電加熱爐的恒溫控制和液位的定值控制 （2）系統(tǒng)由檢測(cè)變送單元、控制器、執(zhí)行器和被控對(duì)象組成。 以電加熱爐液位的定值控制為例，該系統(tǒng)的控制流程圖如圖所示。 操作人員以為操作指示，以改變?yōu)榭刂剖侄巍?/p>

10、操作人員所進(jìn)行的工作有三個(gè)方面：用觀察高低，并通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)告訴大腦；思考后得出偏差值，然后根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，決策后發(fā)出命令；根據(jù)大腦發(fā)出的命令，去改變閥門開(kāi)度，以改變流出量Q，從而使液位保持在所需高度上。 鍋爐液位定值控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制流程圖如圖所示。代替了代替了代替 下圖給出了對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的帶測(cè)點(diǎn)的系統(tǒng)流程圖。 如果采用人工直接參與的控制系統(tǒng)： （1）對(duì)電加熱爐的恒溫控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其組成是： 檢測(cè)變送單元是溫度計(jì) 控制器是大腦 執(zhí)行器是加熱器 被控對(duì)象是電加熱爐 （2）對(duì)電加熱液位定值控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其組成是： 檢測(cè)變送單元是人眼 控制器是人腦 執(zhí)行器是人手 被控對(duì)象是電加熱爐 如果采用自動(dòng)控制系統(tǒng)：

11、 （1）對(duì)電加熱爐的恒溫自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其組成是： 檢測(cè)變送單元溫度變送器 控制器是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算處理裝置 執(zhí)行器是電加熱器 被控對(duì)象是電加熱爐 對(duì)電加熱液位定值自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其組成是： 檢測(cè)變送單元是液位變送器 控制器采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算處理裝置 執(zhí)行器是控制閥 被控對(duì)象是電加熱爐 在以上的討論中，只涉及了由具體裝置或設(shè)備構(gòu)成的控制系統(tǒng)，而沒(méi)有涉及生產(chǎn)過(guò)程本身以及對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制起主導(dǎo)作用的主體人的作用。 為了便于人了解被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行人工的操作與調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)還必須提供人機(jī)界面。在任何一個(gè)控制系統(tǒng)中，人機(jī)界面都是必不可少的重要組成部分。一個(gè)完整的控制系統(tǒng)所有的組成部分如圖

12、：包括了： 測(cè)量值的顯示 計(jì)算參數(shù)的顯示 人工操作設(shè)備（如按鈕、調(diào)節(jié)手柄） 對(duì)運(yùn)算處理裝置進(jìn)行設(shè)定和控制算法預(yù)置的設(shè)備等。 控制裝置與被控對(duì)象之間只有順向作用而沒(méi)控制裝置與被控對(duì)象之間只有順向作用而沒(méi)有反向聯(lián)系的控制。有反向聯(lián)系的控制。溫度計(jì)溫度計(jì) 加熱電阻絲加熱電阻絲u220Vk爐溫開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)爐溫開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 開(kāi)關(guān)閉合后，不開(kāi)關(guān)閉合后，不同的輸入電壓同的輸入電壓u u對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于不同的溫度不同的溫度t t。給定值給定值輸出量輸出量控制器控制器被控制被控制對(duì)象對(duì)象擾動(dòng)擾動(dòng)輸出量輸出量 受控對(duì)象受控對(duì)象控制裝置控制裝置 (電源電源 )輸入量輸入量( (溫度溫度) )擾動(dòng)量擾動(dòng)量開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電爐恒電

13、爐恒溫箱溫箱加熱電加熱電阻絲阻絲爐溫開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)方框圖爐溫開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)方框圖控制方式控制方式： 按給定值操縱。信號(hào)由給定值至輸出量單向傳按給定值操縱。信號(hào)由給定值至輸出量單向傳遞。一定的給定值對(duì)應(yīng)一定的輸出量。系統(tǒng)的控制遞。一定的給定值對(duì)應(yīng)一定的輸出量。系統(tǒng)的控制精度取決于系統(tǒng)事先的調(diào)整精度。對(duì)于工作過(guò)程中精度取決于系統(tǒng)事先的調(diào)整精度。對(duì)于工作過(guò)程中受到的擾動(dòng)或特性參數(shù)的變化無(wú)法自動(dòng)補(bǔ)償。結(jié)構(gòu)受到的擾動(dòng)或特性參數(shù)的變化無(wú)法自動(dòng)補(bǔ)償。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，多用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)定和擾動(dòng)簡(jiǎn)單，成本低廉，多用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)定和擾動(dòng)信號(hào)較弱的場(chǎng)合信號(hào)較弱的場(chǎng)合. .開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：

14、信號(hào)從輸入到輸出無(wú)反饋信號(hào)從輸入到輸出無(wú)反饋, ,單向傳遞單向傳遞. . 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單. . 控制精度不高控制精度不高, ,無(wú)法抑制擾動(dòng)無(wú)法抑制擾動(dòng). .反饋控制任務(wù)：控制任務(wù)：保持工作機(jī)械恒速運(yùn)行保持工作機(jī)械恒速運(yùn)行. .控制過(guò)程：控制過(guò)程：fanuuun 典型閉環(huán)系統(tǒng)方框圖典型閉環(huán)系統(tǒng)方框圖特點(diǎn)特點(diǎn): 輸出影響輸入，所以能削弱或抑制干輸出影響輸入，所以能削弱或抑制干擾；低精度元件可組成高精度系統(tǒng)；因?yàn)閿_；低精度元件可組成高精度系統(tǒng)；因?yàn)榭赡馨l(fā)生超調(diào)，振蕩，所以穩(wěn)定性很重要可能發(fā)生超調(diào)，振蕩，所以穩(wěn)定性很重要 主主 反反 饋饋 與輸出成正比或某種函數(shù)關(guān)系，但量綱與給定信號(hào)相同；與輸出成正

15、比或某種函數(shù)關(guān)系，但量綱與給定信號(hào)相同；偏偏 差差 給定信號(hào)與主反饋信號(hào)之差的信號(hào)；給定信號(hào)與主反饋信號(hào)之差的信號(hào)；控制單元控制單元 接受偏差信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換與運(yùn)算，產(chǎn)生期望的控制量；接受偏差信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換與運(yùn)算，產(chǎn)生期望的控制量；擾擾 動(dòng)動(dòng) 對(duì)系統(tǒng)輸出產(chǎn)生不利影響的信號(hào)；對(duì)系統(tǒng)輸出產(chǎn)生不利影響的信號(hào)；反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié) 檢測(cè)輸出信號(hào)并轉(zhuǎn)換與給定輸入信號(hào)相同量綱的信號(hào)。檢測(cè)輸出信號(hào)并轉(zhuǎn)換與給定輸入信號(hào)相同量綱的信號(hào)。輸出量輸出量環(huán)節(jié)名稱環(huán)節(jié)名稱（或特性）（或特性）輸入量輸入量(a) (- -)(b)re=r-b b(c)c引出點(diǎn)引出點(diǎn)cc 擾動(dòng)擾動(dòng)被控量被控量偏差偏差信號(hào)信號(hào) (- -) 參考參考

16、 輸入信號(hào)輸入信號(hào)r(t) 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器(或控制器或控制器)u(t)受控系統(tǒng)受控系統(tǒng)e(t) c(t)反饋信號(hào)反饋信號(hào) 控制量控制量 給定給定 控制控制 環(huán)節(jié)環(huán)節(jié) 放大放大 元件元件 執(zhí)行執(zhí)行 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 受控受控 對(duì)象對(duì)象 反饋裝置反饋裝置 (測(cè)量元件測(cè)量元件)擾動(dòng)擾動(dòng)(b) 方框圖方框圖(- -)utug 給定給定 裝置裝置 放大器放大器 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)速反 饋裝置饋裝置 觸發(fā)器觸發(fā)器 晶闡管可晶闡管可 控整流器控整流器控控 制制 裝裝 置置受控對(duì)象受控對(duì)象nueudo 它是把按偏差控制與按擾動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)，對(duì)于主它是把按偏差控制與按擾動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)，對(duì)于主要擾動(dòng)采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償裝置實(shí)

17、現(xiàn)按擾動(dòng)控制，同時(shí)再組要擾動(dòng)采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)按擾動(dòng)控制，同時(shí)再組成反饋控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按偏差控制，以消除其余擾動(dòng)產(chǎn)生成反饋控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按偏差控制，以消除其余擾動(dòng)產(chǎn)生的偏差。的偏差。按擾動(dòng)按擾動(dòng)補(bǔ)償補(bǔ)償ou 輸入信號(hào)輸入信號(hào) (- -) 電壓放電壓放大器大器功率放功率放大器大器 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)測(cè)速發(fā)測(cè)速發(fā)電機(jī)電機(jī)電壓放電壓放大器大器電阻電阻R電動(dòng)機(jī)速度復(fù)合控制系統(tǒng)方框圖電動(dòng)機(jī)速度復(fù)合控制系統(tǒng)方框圖eutunMc五、五、 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 復(fù)合控制系統(tǒng)1、從信號(hào)傳送的特點(diǎn)或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類 也稱鎮(zhèn)定系統(tǒng)。輸出量以一定的精度等于也稱鎮(zhèn)定系統(tǒng)。輸出量以一

18、定的精度等于給定值，而給定值一般不變化或變化很緩慢，給定值，而給定值一般不變化或變化很緩慢，擾動(dòng)可隨時(shí)變化的系統(tǒng)稱為恒值系統(tǒng)，在生產(chǎn)擾動(dòng)可隨時(shí)變化的系統(tǒng)稱為恒值系統(tǒng)，在生產(chǎn)過(guò)程中，這類系統(tǒng)非常多。例如，冶金部門的過(guò)程中，這類系統(tǒng)非常多。例如，冶金部門的恒溫系統(tǒng)，石油部門的恒壓系統(tǒng)等。恒溫系統(tǒng)，石油部門的恒壓系統(tǒng)等。恒值系統(tǒng)：恒值系統(tǒng)：2、從給定值得變化情況分類（特點(diǎn)分類） 系統(tǒng)通過(guò)間隙傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量出密封間隙值并送入計(jì)算系統(tǒng)通過(guò)間隙傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量出密封間隙值并送入計(jì)算機(jī)，與設(shè)定值比較后，發(fā)出控制指令至電動(dòng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)，調(diào)機(jī)，與設(shè)定值比較后，發(fā)出控制指令至電動(dòng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)，調(diào)整密封板的位置，達(dá)到維持

19、密封間隙值恒定的目的。整密封板的位置，達(dá)到維持密封間隙值恒定的目的。 輸出量能以一定精度跟隨給定值變化輸出量能以一定精度跟隨給定值變化的系統(tǒng)稱隨動(dòng)系統(tǒng)，又稱為跟蹤系統(tǒng)。的系統(tǒng)稱隨動(dòng)系統(tǒng)，又稱為跟蹤系統(tǒng)。這這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)的給定值變化規(guī)律完類系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)的給定值變化規(guī)律完全取決于事先不能確定的時(shí)間函數(shù)。例如，全取決于事先不能確定的時(shí)間函數(shù)。例如，火炮系統(tǒng)，衛(wèi)星控制系統(tǒng)等?；鹋谙到y(tǒng)，衛(wèi)星控制系統(tǒng)等。隨動(dòng)系統(tǒng)：隨動(dòng)系統(tǒng)：控制任務(wù)：控制任務(wù)：要求工作機(jī)械能夠跟隨指令機(jī)構(gòu)同要求工作機(jī)械能夠跟隨指令機(jī)構(gòu)同步轉(zhuǎn)動(dòng)步轉(zhuǎn)動(dòng), ,即要使工作機(jī)械的角位置跟隨給定指即要使工作機(jī)械的角位置跟隨給定指令轉(zhuǎn)角，亦即

20、使：令轉(zhuǎn)角，亦即使：oi 首先確定以下基本問(wèn)題：首先確定以下基本問(wèn)題：（1 1）受控對(duì)象）受控對(duì)象: : 工作機(jī)械；工作機(jī)械；（2 2）被）被 控控 量量: : 角位置；角位置；（3 3）指令轉(zhuǎn)角）指令轉(zhuǎn)角: : 給定值；給定值；（4 4）測(cè)量元件）測(cè)量元件: : 通過(guò)兩個(gè)相同的電位計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)角及，并轉(zhuǎn)換為通過(guò)兩個(gè)相同的電位計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)角及，并轉(zhuǎn)換為 相應(yīng)的電壓及；相應(yīng)的電壓及；（5 5）計(jì)算比較）計(jì)算比較: : 兩個(gè)測(cè)量電位計(jì)的橋式連接，即完成了減法運(yùn)算，兩個(gè)測(cè)量電位計(jì)的橋式連接，即完成了減法運(yùn)算， 兩電刷之間的電壓代表了被控量對(duì)給定量的誤差；兩電刷之間的電壓代表了被控量對(duì)給定量的誤差；（6 6）

21、執(zhí)行機(jī)械）執(zhí)行機(jī)械: : 電機(jī)減速裝置。電機(jī)減速裝置。系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)的工作原理： 如果工作機(jī)械轉(zhuǎn)角等于指令轉(zhuǎn)角，則經(jīng)事先整定，如果工作機(jī)械轉(zhuǎn)角等于指令轉(zhuǎn)角，則經(jīng)事先整定，即電機(jī)不動(dòng)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。當(dāng)指令轉(zhuǎn)角改變，隨之改變，而工即電機(jī)不動(dòng)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。當(dāng)指令轉(zhuǎn)角改變，隨之改變，而工作機(jī)械仍處于原位，則從而使電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)工作機(jī)械朝所要求的方向快作機(jī)械仍處于原位，則從而使電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)工作機(jī)械朝所要求的方向快速偏轉(zhuǎn)，直至電機(jī)停轉(zhuǎn)，此時(shí)系統(tǒng)在新的位置上處于與指令同步的平速偏轉(zhuǎn)，直至電機(jī)停轉(zhuǎn)，此時(shí)系統(tǒng)在新的位置上處于與指令同步的平衡工作狀態(tài)，即完成了跟隨的任務(wù)。衡工作狀態(tài)，即完成了跟隨的任務(wù)。

22、 自動(dòng)控制系統(tǒng)的被控制量如果是根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的被控制量如果是根據(jù)預(yù)先編好的程序進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱程序控預(yù)先編好的程序進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱程序控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。例如，煉鋼爐中的微機(jī)控制系統(tǒng)，例如，煉鋼爐中的微機(jī)控制系統(tǒng)，洲際彈道導(dǎo)彈的程序控制系統(tǒng)等。洲際彈道導(dǎo)彈的程序控制系統(tǒng)等。程序控制系統(tǒng)：程序控制系統(tǒng)：可分為線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)可分為線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng) 線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述： 線性函數(shù)，如線性微分方程、線性差分方程、線性代數(shù)方程。線性系統(tǒng)具有齊次性和疊加性，其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)學(xué)處理簡(jiǎn)便，理論體系完整。 非線性控制系統(tǒng)： 用非線性方程描述的系統(tǒng)，不滿足疊加原理。3、按數(shù)學(xué)描述分類可分為連續(xù)

23、控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)： 連續(xù)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)中各變量均對(duì)時(shí)間連續(xù)。 離散控制系統(tǒng)：系統(tǒng)中一處或幾處的變量為離散信號(hào)，如計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或采樣控制系統(tǒng)。0t t連續(xù)信號(hào)連續(xù)信號(hào)0t t離散信號(hào)離散信號(hào)4、按時(shí)間信號(hào)的性質(zhì)分類 定常系統(tǒng)： 系統(tǒng)的參數(shù)不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)。描述其動(dòng)態(tài)特性的微分方程或差分方程的系數(shù)為常數(shù)。 時(shí)變系統(tǒng)： 系統(tǒng)的參數(shù)隨時(shí)間而變化。描述其動(dòng)態(tài)特性的微分方程或差分方程的系數(shù)不為常數(shù)。 可分為定常系統(tǒng)與時(shí)變系統(tǒng)可分為定常系統(tǒng)與時(shí)變系統(tǒng)5、按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化分類穩(wěn)定性穩(wěn)定性 被控制信號(hào)能跟蹤已變化的輸入信號(hào)，從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)，如果被控制信號(hào)能跟蹤已變化的輸入信號(hào)，從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)，如果能做到，我們就認(rèn)為該系統(tǒng)是穩(wěn)定的，這是對(duì)反饋控制系統(tǒng)提出的最基本要能做到，我們就認(rèn)為該系統(tǒng)是穩(wěn)定的，這是對(duì)反饋控制系統(tǒng)提出的最基本要求。求。 快速性快速性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的形式和快慢提出要求，一