東南大學(xué)成賢學(xué)院自動(dòng)控制原理ppt(程鵬主編第二版)第一章

2023年2月4日自動(dòng)控制原理

崔曉波Email:xiaobo68@163.com2023年2月4日本門(mén)課程的性質(zhì):1.重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，闡述有關(guān)自動(dòng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論——經(jīng)典控制論，研究“控制論”在工程中的應(yīng)用?；緝?nèi)容——控制論的基本理論、方法、特點(diǎn)、綜合設(shè)計(jì)方法。研究對(duì)象——自動(dòng)控制系統(tǒng)，揭示自動(dòng)控制系統(tǒng)中存在的信息轉(zhuǎn)換、傳遞和反饋。2.學(xué)習(xí)目的：①自動(dòng)化發(fā)展的需要②與信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)關(guān)系緊密③掌握控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本方法成績(jī)?cè)u(píng)定總評(píng)成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)平時(shí)成績(jī)占20%，期末考試成績(jī)占80%無(wú)故曠課累計(jì)超1/3,抽查曠課五次，缺交作業(yè)（含實(shí)驗(yàn)報(bào)告）三次，不得參加考試，成績(jī)0分2023年2月4日參考書(shū)目教材：程鵬主編，《自動(dòng)控制原理》，高等教育出版社。參考書(shū)：1）胡壽松主編，《自動(dòng)控制原理》，科學(xué)出版社，2007年第五版。2）FaridGolnaraghi.BenjaminC.Kuo.Automaticcontrolsystems3）薛定宇，控制系統(tǒng)仿真與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，

第2版，機(jī)械工業(yè)出版社2023年2月4日2023年2月4日第1章控制系統(tǒng)的基本概念2023年2月4日1.1引言1.2開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)1.5自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例1.6自動(dòng)控制理論發(fā)展簡(jiǎn)史1.7對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求2023年2月4日1.1引言2023年2月4日一、控制系統(tǒng)基本概念1.控制（Control）：根據(jù)某種原理或方法，使特定對(duì)象（被控對(duì)象）的某些物理量（被控量）按照預(yù)期規(guī)律變化的操縱過(guò)程。2.人工控制（ManualControl）：由人直接或間接操作執(zhí)行裝置的控制方式。2023年2月4日3.自動(dòng)控制（AutomaticControl）：是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用自動(dòng)控制裝置（或稱(chēng)為控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（統(tǒng)稱(chēng)為被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（稱(chēng)為被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。4.自動(dòng)控制理論：是研究有關(guān)自動(dòng)控制共同規(guī)律的一門(mén)技術(shù)科學(xué)，是自動(dòng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論，根據(jù)發(fā)展的不同階段，其內(nèi)容可分為經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論。

2023年2月4日二、人工控制與自動(dòng)控制

示例——水池水位控制

1.人工控制被控對(duì)象：水池被控量：水池的水位

觀測(cè)實(shí)際水位，將期望的水位值與實(shí)際水位相比較，兩者之差為誤差。根據(jù)誤差的大小和方向調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門(mén)的開(kāi)度，即當(dāng)實(shí)際水位高于要求值時(shí)，關(guān)小進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)度，否則加大閥門(mén)開(kāi)度以改變進(jìn)水量，從而改變水池水位，使之與要求值保持一致。

2023年2月4日人腦：記住水位的期望值；人眼：觀察水池的實(shí)際水位；測(cè)量（測(cè)量反饋機(jī)構(gòu)）人腦：將水池的期望值-實(shí)際值；比較（比較機(jī)構(gòu)）人手：調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門(mén)的開(kāi)度，執(zhí)行控制作用。執(zhí)行（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）是一個(gè)反復(fù)觀察測(cè)量、比較、調(diào)整執(zhí)行的過(guò)程，力圖將水池水位的期望值與實(shí)際值之間的差值減為0。

人工控制精度不高，人的反應(yīng)不夠快，不少惡劣的場(chǎng)合人無(wú)法參與直接控制。自動(dòng)控制系統(tǒng)可以解決以上問(wèn)題。2023年2月4日2.自動(dòng)控制

當(dāng)實(shí)際水位低于要求水位時(shí)，電位器輸出電壓值為正，且其大小反映了實(shí)際水位與水位要求值的差值，放大器輸出信號(hào)將有正的變化，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器使進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)度增加，直到實(shí)際水位重新與水位要求值相等時(shí)為止。2023年2月4日電位計(jì)+連桿—人腦：記住水位的期望值；浮子—人眼：觀察水池的實(shí)際水位；電位計(jì)+連桿—人腦：反映誤差（=水位的期望值-實(shí)際值）；電動(dòng)機(jī)—人手：調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)度，執(zhí)行控制作用。是一個(gè)反復(fù)觀察測(cè)量、比較、調(diào)整執(zhí)行的過(guò)程，力圖將水池水位的期望值與實(shí)際值間的差值減為0，即誤差為0?？刂七^(guò)程：測(cè)量（測(cè)量反饋機(jī)構(gòu)）—浮子比較（比較機(jī)構(gòu)）—電位計(jì)+連桿執(zhí)行（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）—電動(dòng)機(jī)2023年2月4日1.2開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)2023年2月4日

控制系統(tǒng)的類(lèi)型很多，它們的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和所完成的任務(wù)也各不相同?？刂葡到y(tǒng)中最常見(jiàn)的兩種控制方式是開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制，這兩種控制的組合——即為復(fù)合控制，相對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)。

2023年2月4日示例——直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)

給定電壓ug經(jīng)放大后得到電樞電壓ua，改變ug可得不同的轉(zhuǎn)速n，該系統(tǒng)只有輸入量ug對(duì)輸出量n的單向控制作用。輸出端和輸入端之間不存在反饋回路。+_電壓放大器功率放大器Mc負(fù)載n電動(dòng)機(jī)+_+_+電位器1.2.1開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)2023年2月4日

只有輸入量的前向控制作用，輸出量并不反饋回來(lái)影響輸入量的控制作用，因而，將它稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)（Open-LoopControlSystem）。擾動(dòng)控制信號(hào)

被控制量

給定電壓ug轉(zhuǎn)速n被控對(duì)象控制裝置Mc電壓放大器功率放大器直流電動(dòng)機(jī)2023年2月4日

開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，調(diào)試方便，成本低。因此，在輸入量和輸出量之間的關(guān)系固定，且內(nèi)部參數(shù)或外部負(fù)載等擾動(dòng)因素不大，或這些擾動(dòng)因素可以預(yù)測(cè)并進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那疤嵯?，?yīng)盡量采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制的缺點(diǎn)——當(dāng)控制過(guò)程中受到來(lái)自系統(tǒng)外部的各種擾動(dòng)因素，如負(fù)載變化、電源電壓波動(dòng)等，以及來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的擾動(dòng)因素，如元件參數(shù)變化等，都將會(huì)直接影響到輸出量，而控制系統(tǒng)不能自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，抗干擾性能差。因此，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)對(duì)元器件的精度要求較高。2023年2月4日1.2.2閉環(huán)控制系統(tǒng)電壓放大器功率放大器Mc負(fù)載n電動(dòng)機(jī)+_+_+_uf電位器測(cè)速發(fā)電機(jī)+_ue=

ug-uf偏差2023年2月4日

直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖

設(shè)上述系統(tǒng)原已在某個(gè)給定電壓ug相對(duì)于的轉(zhuǎn)速n狀態(tài)下運(yùn)行，若一旦受到某些干擾（如負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大）而引起轉(zhuǎn)速下降時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)地產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)整過(guò)程。偏差始終存在正反饋不能進(jìn)行控制，會(huì)使系統(tǒng)的偏差越來(lái)越大。Mc↑→n↓→uf↓→ue（ue=ug-uf

）↑→ua↑→n↑n電

壓放大器ue輸入量Mc擾動(dòng)輸出量功

率放大器直

流電動(dòng)機(jī)＋ugua測(cè)

速發(fā)電機(jī)uf－2023年2月4日

閉環(huán)控制系統(tǒng)（Close-LoopControlSystem）又稱(chēng)反饋控制系統(tǒng)（FeedbackControlSystem），是在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，把輸出量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)過(guò)物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到輸入端去與給定值（參考輸入）進(jìn)行比較（相減），并利用比較后的偏差信號(hào)，以一定的控制規(guī)律產(chǎn)生控制作用，抑制內(nèi)部或外部擾動(dòng)對(duì)輸出量的影響，逐步減小以至消除這一偏差，從而實(shí)現(xiàn)要求的控制性能。

2023年2月4日

閉環(huán)控制的優(yōu)點(diǎn)——抑制擾動(dòng)能力強(qiáng)，與開(kāi)環(huán)控制相比，對(duì)參數(shù)變化不敏感，并能獲得滿(mǎn)意的動(dòng)態(tài)特性和控制精度。閉環(huán)控制的缺點(diǎn)——引入反饋增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，如果閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)的選取不適當(dāng)，系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生振蕩，甚至系統(tǒng)失穩(wěn)而無(wú)法正常工作，這是自動(dòng)控制理論和系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須解決的重要問(wèn)題。自動(dòng)控制理論主要研究閉環(huán)控制系統(tǒng)

2023年2月4日結(jié)論：

通過(guò)檢測(cè)、比較得到偏差，由偏差產(chǎn)生控制作用，由控制作用使偏差減少或消除的原理就是自動(dòng)控制原理也稱(chēng)反饋控制原理。（負(fù)反饋）2023年2月4日1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成2023年2月4日1.3.1基本組成部分輸入量串聯(lián)校正元件放大元件執(zhí)行元件被控對(duì)象擾動(dòng)并聯(lián)校正元件反饋元件輸出量比較元件e(t)偏差信號(hào)主反饋信號(hào)b(t)測(cè)量反饋元件主反饋局部反饋＋＋－－給定元件2023年2月4日被控對(duì)象（或過(guò)程）——又稱(chēng)控制對(duì)象或受控對(duì)象，指需要對(duì)它的某個(gè)特定的量進(jìn)行控制的設(shè)備或過(guò)程。被控對(duì)象的輸出變量是被控變量，常常記作輸出信號(hào)或輸出量。被控對(duì)象除了受到控制作用外，還受到外部擾動(dòng)作用。給定元件——其作用是給出與期望的輸出相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量，是一類(lèi)產(chǎn)生系統(tǒng)控制指令的裝置。測(cè)量反饋元件——如傳感器和測(cè)量?jī)x表，感受或測(cè)量被控變量的值并把它變換為與輸入量同一物理量后，再反饋到輸入端以作比較。2023年2月4日比較元件——比較輸入信號(hào)與反饋信號(hào)，以產(chǎn)生反映兩者差值的偏差信號(hào)。放大元件——將微弱的信號(hào)作線(xiàn)性放大。校正元件——也叫補(bǔ)償元件，它是按某種函數(shù)規(guī)律變換控制信號(hào)，以利于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)或靜態(tài)性能。執(zhí)行元件——根據(jù)偏差信號(hào)的性質(zhì)執(zhí)行相應(yīng)的控制作用，以便使被控制量按期望值變化。如電動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)控制閥等。

2023年2月4日自動(dòng)控制系統(tǒng)：是由被控對(duì)象和自動(dòng)控制裝置按一定方式聯(lián)結(jié)起來(lái)的，以完成某種自動(dòng)控制任務(wù)的有機(jī)整體。輸入信號(hào)：系統(tǒng)的輸入信號(hào)是指參考輸入，又稱(chēng)給定量或給定值，它是控制著輸出量變化規(guī)律的指令信號(hào)。輸出信號(hào)：系統(tǒng)的輸出信號(hào)是指被控對(duì)象中要求按一定規(guī)律變化的物理量，又稱(chēng)被控量，它與輸入量之間保持一定的函數(shù)關(guān)系。1.3.2自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的名詞術(shù)語(yǔ)2023年2月4日反饋信號(hào)：由系統(tǒng)（或元件）輸出端取出并反向送回系統(tǒng)（或元件）輸入端的信號(hào)稱(chēng)為反饋信號(hào)。反饋分為主反饋和局部反饋。偏差信號(hào)：它是指參考輸入與主反饋信號(hào)之差。偏差信號(hào)簡(jiǎn)稱(chēng)偏差。誤差信號(hào)：它是指系統(tǒng)輸出量的期望值與實(shí)際值之差，簡(jiǎn)稱(chēng)誤差。在單位反饋情況下，誤差值也就是偏差值，二者是相等的。擾動(dòng)信號(hào)：簡(jiǎn)稱(chēng)擾動(dòng)或干擾，它與控制作用相反，是一種不希望的、影響系統(tǒng)輸出的不利因素。擾動(dòng)信號(hào)既可來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部，又可來(lái)自系統(tǒng)外部，前者稱(chēng)為內(nèi)部擾動(dòng)，后者稱(chēng)為外部擾動(dòng)。外部擾動(dòng)是不希望的輸入信號(hào)。2023年2月4日1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)2023年2月4日1.恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)：該類(lèi)系統(tǒng)的輸入信號(hào)為一常數(shù)，擾動(dòng)使被控量偏離理想值而出現(xiàn)偏差，利用偏差該系統(tǒng)可使被控量回復(fù)到理想值或接近理想值。上述的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)、水位控制系統(tǒng)均屬于此類(lèi)系統(tǒng)。2.程序控制系統(tǒng)：輸入信號(hào)為已知的時(shí)間函數(shù)，如機(jī)械加工中的數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)系統(tǒng)。

3.隨動(dòng)系統(tǒng)：這類(lèi)系統(tǒng)的給定量是時(shí)間的未知函數(shù)，系統(tǒng)能使被控量準(zhǔn)確、快速地跟隨給定量變化。隨動(dòng)系統(tǒng)又稱(chēng)伺服系統(tǒng)。火炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、船舶自動(dòng)舵均屬此類(lèi)系統(tǒng)。1.4.1按輸入信號(hào)的特征分2023年2月4日1）線(xiàn)性系統(tǒng)：該類(lèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)在于組成系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的輸入輸出特性都是線(xiàn)性的，系統(tǒng)的性能可用線(xiàn)性微分方程（或差分方程）來(lái)描述。（滿(mǎn)足齊次性與疊加性）如果元件輸入為r(t)、r1(t)、r2(t)，對(duì)應(yīng)的輸出為c(t)、c1(t)、c2(t)

如果r(t)=r1(t)+r2(t)時(shí)，c(t)=c1(t)+c2(t)滿(mǎn)足迭加性如果r(t)=a·r1(t)時(shí)，c(t)=ac1(t)滿(mǎn)足齊次性滿(mǎn)足迭加性和齊次性的元件才是線(xiàn)性元件。1.4.2按描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程分2023年2月4日2）非線(xiàn)性系統(tǒng)：該類(lèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)在于系統(tǒng)中含有一個(gè)或多個(gè)非線(xiàn)性元件。系統(tǒng)的性能需用非線(xiàn)性微分方程（或差分方程）來(lái)描述。注意：在實(shí)際中，絕大多數(shù)對(duì)象都具有非線(xiàn)性特性，而大多數(shù)儀器儀表也是非線(xiàn)性的，所以很少有真正意義上線(xiàn)性系統(tǒng)，一般是采用線(xiàn)性化措施將非線(xiàn)性系統(tǒng)處理成線(xiàn)性系統(tǒng)，這樣就可簡(jiǎn)化分析和運(yùn)算。(本質(zhì)非線(xiàn)性除外)2023年2月4日1.定常系統(tǒng)：特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)稱(chēng)定常系統(tǒng)，又稱(chēng)時(shí)不變系統(tǒng)。描述定常系統(tǒng)特性的微分方程或差分方程的系數(shù)不隨時(shí)間變化。定常系統(tǒng)分為定常線(xiàn)性系統(tǒng)和定常非線(xiàn)性系統(tǒng)。2.時(shí)變系統(tǒng)：特性隨時(shí)間變化的系統(tǒng)稱(chēng)時(shí)變系統(tǒng)。對(duì)于時(shí)變系統(tǒng)，其輸出響應(yīng)的波形不僅與輸入信號(hào)波形有關(guān)，而且還與參考輸入加入的時(shí)刻有關(guān)，這一特點(diǎn)，增加了對(duì)時(shí)變系統(tǒng)分析和研究的復(fù)雜性。1.4.3系統(tǒng)還可按其參數(shù)是否隨時(shí)間變化而分2023年2月4日1.4.4按信號(hào)的傳遞是否連續(xù)分1.連續(xù)系統(tǒng)：該類(lèi)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)間的信號(hào)均為時(shí)間t的連續(xù)函數(shù)。2.離散系統(tǒng)：該類(lèi)系統(tǒng)在信號(hào)傳遞過(guò)程中有一處或多處的信號(hào)是脈沖序列或數(shù)字編碼。數(shù)字控制系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)為離散系統(tǒng)。離散信號(hào)離散信號(hào)計(jì)算機(jī)被控對(duì)象擾動(dòng)反饋元件e(t)＋－A/DD/A放大元件執(zhí)行元件2023年2月4日1.5自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例2023年2月4日

爐溫控制系統(tǒng)的理想溫度由電壓ur給出，熱電偶檢測(cè)箱溫輸出電壓uf，偏差電壓ue=ur-uf，經(jīng)電壓和功率放大后控制電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)向，從而改變調(diào)壓器滑動(dòng)觸頭的位置，改變爐溫控制系統(tǒng)的外施電壓達(dá)到恒定爐溫的目的。1.5.1爐溫控制系統(tǒng)2023年2月4日

溫度Tc下降，Tc↓→uf↓→

ue=ur-

uf↑→ua↑→電機(jī)向增大調(diào)壓器輸出電壓的方向加速旋轉(zhuǎn)→Tc↑→uf↑，直到Tc

=Tr，ue=0。原理：即當(dāng)恒溫箱內(nèi)溫度偏高時(shí)，使調(diào)壓器降壓，反之升壓，直到溫度達(dá)到給定值為止。此時(shí)偏差電壓ue=0，電機(jī)停轉(zhuǎn)。爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖放大器電機(jī)減速器調(diào)壓器電爐熱電偶+-ufueurTcua給定裝置Tr擾動(dòng)2023年2月4日1.5.2導(dǎo)彈發(fā)射架方位控制系統(tǒng)

放大器+_+_+_輸入軸給定裝置反饋裝置手輪發(fā)射架輸出軸ⅠⅡ?qū)棸l(fā)射架方位控制系統(tǒng)原理圖隨動(dòng)系統(tǒng)導(dǎo)彈發(fā)射架方位控制系統(tǒng)方塊圖放大器減速器導(dǎo)彈發(fā)射架－ua直流電動(dòng)機(jī)電位器Ⅰ、Ⅱ2023年2月4日1.5.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

軋鋼機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方塊圖軋鋼機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)示意圖

2023年2月4日

鍋爐設(shè)備的壓力和溫度自動(dòng)保持恒定數(shù)控機(jī)床按照預(yù)定的程序自動(dòng)地切削工件導(dǎo)彈發(fā)射與制導(dǎo)系統(tǒng)，自動(dòng)地使導(dǎo)彈攻擊敵方目標(biāo)無(wú)人駕駛飛機(jī)按照預(yù)定航跡自動(dòng)升降和飛行人造衛(wèi)星準(zhǔn)確地進(jìn)入預(yù)定軌道運(yùn)行并回收

自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用范圍已擴(kuò)展到生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)管理和其它許多社會(huì)生活領(lǐng)域中，自動(dòng)控制已成為現(xiàn)代社會(huì)活動(dòng)中不可缺少的重要組成部分。2023年2月4日1.6自動(dòng)控制理論發(fā)展簡(jiǎn)史2023年2月4日一、歷史1.萌芽：18世紀(jì)第一次技術(shù)革命（機(jī)械化）時(shí)域分析①俄國(guó)人波爾佐諾夫發(fā)明鍋爐水位調(diào)節(jié)器②英國(guó)人瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)離心飛錘式調(diào)速器，萌生了自動(dòng)控制的基本原理③1877年，勞斯，1895年，赫維茨分別提出了系統(tǒng)穩(wěn)定的代數(shù)判據(jù)（19世紀(jì)末）2023年2月4日2.奠定基礎(chǔ)（20世紀(jì)）——經(jīng)典控制論①30~40年代，奈奎斯特提出系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻率判據(jù)奈氏圖、奈氏判據(jù)，從時(shí)域分析轉(zhuǎn)到頻域分析②1940年，伯德在頻率法中引入對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，伯德圖③1942年，哈里斯引入傳遞函數(shù)概念④1948年，伊萬(wàn)恩提出根軌跡分析方法⑤1949年，英國(guó)人維納在火炮控制中發(fā)現(xiàn)了反饋的概念，出版了《控制——關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)》，奠定了控制論的基礎(chǔ)

50年代中期，添加了非線(xiàn)性系統(tǒng)理論和離散控制理論，形成了完整的理論體系。2023年2月4日3.發(fā)展迅速滲透到許多學(xué)科，應(yīng)用于火炮、導(dǎo)彈控制系統(tǒng)，數(shù)控、電力、冶金，自動(dòng)化技術(shù)錢(qián)學(xué)森，1954年首創(chuàng)“工程控制論”，推廣到其它領(lǐng)域：

生物控制論：生命系統(tǒng)

經(jīng)濟(jì)控制論：經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與發(fā)展問(wèn)題社會(huì)控制論：社會(huì)管理與社會(huì)服務(wù)問(wèn)題隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制論無(wú)論在內(nèi)涵上，還是在深度上和廣度上都發(fā)展變化著，對(duì)促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。2023年2月4日二、分類(lèi)1.經(jīng)典控制理論

40~50年代，高階常微分方程以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，研究單輸入、單輸出系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，針對(duì)線(xiàn)性定常系統(tǒng)，主要研究方法有時(shí)域分析法、根軌跡法和頻率特性法。2.現(xiàn)代控制理論

60~70年代以矩陣?yán)碚摰冉鷶?shù)學(xué)方法作為工具，主要研究方法是狀態(tài)空間法，把高階常微分方程轉(zhuǎn)化為一階常微分方程組來(lái)描述系統(tǒng)，解決多輸入多輸出的問(wèn)題，可處理多變量、非線(xiàn)性、時(shí)變系統(tǒng)。3.70年代至今巨大發(fā)展最優(yōu)控制、系統(tǒng)辨識(shí)、多變量控制、自適應(yīng)控制、專(zhuān)家系統(tǒng)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、大系統(tǒng)理論等等。2023年2月4日1.7對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求2023年2月4日

要提高控制質(zhì)量，就必須對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能提出一定的具體要求。盡管自動(dòng)控制系統(tǒng)有不同的類(lèi)型，對(duì)每個(gè)系統(tǒng)都有不同的特殊要求。但總的說(shuō)來(lái)，都是希望設(shè)計(jì)的控制過(guò)程盡量接近理想的控制過(guò)程。工程上常常從穩(wěn)、準(zhǔn)、快三個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體精度。2023年2月4日

1.穩(wěn)——指控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平穩(wěn)性。穩(wěn)定性——指系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力，它是自動(dòng)控制系統(tǒng)正常工作的先決條件。一個(gè)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)