第一章機(jī)械控制基礎(chǔ)課件

第一章機(jī)械控制基礎(chǔ)課件第一頁(yè)，共63頁(yè)。2課程簡(jiǎn)介

課程性質(zhì)：現(xiàn)代機(jī)械學(xué)中的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。

教學(xué)學(xué)時(shí)：(42+6)學(xué)時(shí)

先修課程：復(fù)變函數(shù)、積分變換、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、電學(xué)理論等

后續(xù)課程：為專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課打下一定基礎(chǔ)。如：機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)控制、材料成型及控制工程等。

課程目的：本課程是數(shù)學(xué)物理等基礎(chǔ)課與專業(yè)課程之間的橋梁。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用“系統(tǒng)”、“動(dòng)態(tài)”的觀點(diǎn)，運(yùn)用控制理論的方法，解決機(jī)械工程中的實(shí)際問(wèn)題。第二頁(yè)，共63頁(yè)。3課程簡(jiǎn)介教材：董景新主編《控制工程基礎(chǔ)》,清華大學(xué)出版社，2012參考書目：（1）楊叔子編《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》，華中科技大學(xué)出版社，2005（2）王積偉吳振順主編：《控制工程基礎(chǔ)》，高等教育出版社，2001

（3）田玉平主編：《自動(dòng)控制原理》，科學(xué)出版社，2006（4）陳康寧主編：《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)

》，西安交大出版社

，2006

教材結(jié)構(gòu)：1）對(duì)研究對(duì)象（機(jī)械工程）問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型，第二章2)在一定輸入下分析系統(tǒng)的輸出：時(shí)間響應(yīng)（時(shí)域分析）第三章頻率響應(yīng)（頻率分析）第四章3）系統(tǒng)性能分析：穩(wěn)定性判據(jù)第五章4）系統(tǒng)校正：使系統(tǒng)全面滿足性能指標(biāo)要求第七章第三頁(yè)，共63頁(yè)。4課程體系

Chp.3

Chp.1

Chp.2

Chp.4

Chp.6

Chp.5系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時(shí)域分析頻域分析瞬態(tài)響應(yīng)分析穩(wěn)定性分析系統(tǒng)校正第四頁(yè)，共63頁(yè)。課程成績(jī)確定方法：

本課程將注重過(guò)程，采用過(guò)程評(píng)價(jià)體系。成績(jī)主要由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、考試成績(jī)?nèi)糠纸M成。每項(xiàng)說(shuō)明如下：1.平時(shí)成績(jī)：到課率、遲到早退情況、作業(yè)情況、回答問(wèn)題情況、上課情況等2.實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況及平時(shí)做實(shí)驗(yàn)的完成情況3.考試：閉卷，卷面考試成績(jī)最終成績(jī)的給定大約按如下公式得到：平時(shí)成績(jī)+實(shí)驗(yàn)+考試成績(jī)?nèi)弑戎卮蠹s分別為：10%、20%、70%上課將會(huì)有提問(wèn)、點(diǎn)名，課堂練習(xí)；課后將會(huì)有作業(yè)，記入平時(shí)成績(jī)第五頁(yè)，共63頁(yè)。6

第一章緒論第六頁(yè)，共63頁(yè)。7基本要求1.了解機(jī)械工程控制論的基本含義和研究對(duì)象，學(xué)習(xí)本課程的目的和任務(wù)；

2.正確理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，掌握反饋的含義；

3.了解廣義系統(tǒng)的分類，掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理、基本組成，學(xué)會(huì)控制系統(tǒng)方框圖的繪制方法；

4.掌握對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求。第七頁(yè)，共63頁(yè)。8重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)（1）學(xué)會(huì)用系統(tǒng)論、信息論的觀點(diǎn)分析廣義系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、信息流，理解信息反饋的含義及其作用。（2）掌握控制系統(tǒng)的基本概念、基本變量、基本組成和工作原理；繪制控制系統(tǒng)方框圖。本章難點(diǎn)廣義系統(tǒng)的信息反饋及控制系統(tǒng)方框圖的繪制。第八頁(yè)，共63頁(yè)。9

海洋探測(cè)機(jī)器人1990年日本海洋科技中心研制的“海溝號(hào)”纜控式無(wú)人潛水器（左）及其在大海中工作時(shí)的情況（右）

控制技術(shù)的應(yīng)用第九頁(yè)，共63頁(yè)。10CR-01型6000米水下無(wú)纜機(jī)器人1995年8月我國(guó)沈陽(yáng)自動(dòng)化所機(jī)器人中心研制的CR-01型6000米水下無(wú)纜機(jī)器人（上）和正在下水的情況（右）“蛟龍”號(hào)中國(guó)載人深潛器第十頁(yè)，共63頁(yè)。11家用電器冰箱、洗衣機(jī)家庭影院微波爐控制技術(shù)

應(yīng)用舉例(2)U盤、MP4、MP5手機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品第十一頁(yè)，共63頁(yè)。12智能樓宇的控制控制技術(shù)

應(yīng)用舉例(3)可視對(duì)講、室內(nèi)報(bào)警、遠(yuǎn)程家電控制…….第十二頁(yè)，共63頁(yè)。13汽車電子汽車電子電源發(fā)動(dòng)機(jī)控制行駛裝置報(bào)警與安全裝置旅居性儀表娛樂(lè)通訊收音機(jī)、汽車電話、業(yè)余電臺(tái)點(diǎn)火裝置、燃油噴射控制、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制車速控制、間歇刮水、除霧裝置、車門緊鎖….安全帶、車燈未關(guān)報(bào)警、速度報(bào)警、安全氣囊….空調(diào)控制、動(dòng)力窗控制里程表、數(shù)字式速度表、出租車用儀表….控制技術(shù)

應(yīng)用舉例(4)第十三頁(yè)，共63頁(yè)。14機(jī)電EV充電系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)汽車照明、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、空調(diào)、音響、雨刷、安全報(bào)警、電動(dòng)門窗…….電子機(jī)械驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制控制第十四頁(yè)，共63頁(yè)。15口語(yǔ)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)使用情景示意圖汽車GPS定位，GIS導(dǎo)航，GSM通信單片機(jī)控制器應(yīng)用第十五頁(yè)，共63頁(yè)。16

1.概述

控制理論是在產(chǎn)業(yè)革命的背景下，在生產(chǎn)和軍事需求的刺激下，自動(dòng)控制、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科相互交叉發(fā)展的產(chǎn)物。根據(jù)自動(dòng)控制理論的內(nèi)容和發(fā)展的不同階段，控制理論可分為“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”兩大部分。第十六頁(yè)，共63頁(yè)。17控制論發(fā)展概況

一千多年前：銅壺滴漏計(jì)時(shí)器、指南針、各種天文儀器西漢漏壺時(shí)間刻度浮子銅壺滴漏開閉廟門和分發(fā)圣水等自動(dòng)裝置第十七頁(yè)，共63頁(yè)。18

1788年：J.Watt發(fā)明蒸汽機(jī)調(diào)速器

1868年：J.C.Maxwell發(fā)表

《調(diào)速器》，提出反饋控制的概念及穩(wěn)定性條件。

1884年：E.J.Routh提出勞斯穩(wěn)定性判據(jù)。

1892年：A.M.Lyapunov提出李雅普諾夫穩(wěn)定性理論。調(diào)速器第十八頁(yè)，共63頁(yè)。191895年：A.Hurwifz提出赫爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)。1932年：H.Nyquist提出奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)。1945年：H.W.Bode提出反饋放大器的一般設(shè)計(jì)方法。1948年：N.Wiener發(fā)表《控制論》，標(biāo)志經(jīng)典控制理論基本形成；經(jīng)典控制理論以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，主要研究單輸入—單輸出（SISO）系統(tǒng)的分析和控制問(wèn)題；1950年：W.R.Evans提出根軌跡法，進(jìn)一步充實(shí)了經(jīng)典控制論；第十九頁(yè)，共63頁(yè)。20

1954年：錢學(xué)森發(fā)表《工程控制論》；

50年代末60年代初：現(xiàn)代控制理論形成；現(xiàn)代控制理論以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，主要分析和研究多輸入-多輸出(MIMO)、時(shí)變、非線性等系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)濾波、系統(tǒng)辨識(shí)、自適應(yīng)控制、智能控制等問(wèn)題；控制理論研究的重點(diǎn)開始由頻域移到從本質(zhì)上說(shuō)是時(shí)域的狀態(tài)空間方法。第二十頁(yè)，共63頁(yè)。21

1956年：蓬特里亞金（Pontryagin）提出極大值原理

1957年：R.I.Bellman提出動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論

1960年：R.E.Kalman提出卡爾曼濾波理論

1960～1980年：確定性系統(tǒng)的最優(yōu)控制、隨機(jī)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、復(fù)雜系統(tǒng)的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)控制

1980迄今：魯棒控制、H控制、非線性控制、智能控制、模糊控制等第二十一頁(yè)，共63頁(yè)。22從1868年麥克斯威爾（J.C.Maxwell）提出低階系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)至今一百多年里，自動(dòng)控制理論的發(fā)展可分為三個(gè)主要階段：第一階段：經(jīng)典控制理論（或古典控制理論）的產(chǎn)生、發(fā)展和成熟；第二階段：現(xiàn)代控制理論的興起和發(fā)展；第三階段：大系統(tǒng)控制興起和發(fā)展及智能控制發(fā)展階段。第二十二頁(yè)，共63頁(yè)。23

1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念

控制:對(duì)對(duì)象施加某種操作，使其產(chǎn)生所期望的行為。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（稱為控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（通稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。例.典型控制系統(tǒng)：數(shù)控機(jī)床、機(jī)車、船舶及飛機(jī)自動(dòng)駕駛、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。一、自動(dòng)控制第二十三頁(yè)，共63頁(yè)。24例.控制實(shí)例-液面控制人工控制自動(dòng)控制第二十四頁(yè)，共63頁(yè)。25二、控制系統(tǒng)的工作原理及其組成加熱電阻絲~220V調(diào)壓器人工控制的恒溫箱

溫度計(jì)例：第二十五頁(yè)，共63頁(yè)。26人工控制恒溫箱調(diào)節(jié)過(guò)程：

觀測(cè)恒溫箱內(nèi)的溫度（被控制量）；

與要求的溫度（給定值）進(jìn)行比較，得到溫度偏差的大小和方向；

根據(jù)偏差大小和方向調(diào)節(jié)調(diào)壓器，控制加熱電阻絲的電流以調(diào)節(jié)溫度回復(fù)到要求值。第二十六頁(yè)，共63頁(yè)。27人工控制過(guò)程的實(shí)質(zhì)：檢測(cè)偏差再糾正偏差。大腦手調(diào)壓器恒溫箱眼睛實(shí)際溫度期望溫度人工控制恒溫箱系統(tǒng)功能框圖溫度計(jì)第二十七頁(yè)，共63頁(yè)。28加熱電阻絲~220V調(diào)壓器熱電偶給定信號(hào)比較電壓放大器功率放大器執(zhí)行電動(dòng)機(jī)減速器u2u1++u恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)例：第二十八頁(yè)，共63頁(yè)。29恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理：恒溫箱實(shí)際溫度由熱電偶轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓u2；恒溫箱期望溫度由電壓u1給定，并與實(shí)際溫度u2比較得到溫度偏差信號(hào)u＝u1

u2；溫度偏差信號(hào)經(jīng)電壓、功率放大后，用以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)調(diào)壓器動(dòng)觸頭。當(dāng)溫度偏高時(shí)，動(dòng)觸頭向減小電流的方向運(yùn)動(dòng)，反之加大電流，直到溫度達(dá)到給定值為止，此時(shí)，偏差u＝0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。第二十九頁(yè)，共63頁(yè)。30給定信號(hào)電壓功率放大器控制電機(jī)減速器調(diào)壓器恒溫箱(控制對(duì)象)熱電偶u1u2uuanvu溫度t(被控量)擾動(dòng)恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)功能框圖第三十頁(yè)，共63頁(yè)。31

輸出量（全部或一部分）通過(guò)測(cè)量裝置返回系統(tǒng)的輸入端，使之與輸入量進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差（給定信號(hào)與返回的輸出信號(hào)之差）信號(hào)。輸出量的返回過(guò)程稱為反饋。返回的全部或部分輸出信號(hào)稱為反饋信號(hào)。從恒溫箱控制系統(tǒng)功能框圖可見(jiàn)：

給定量位于系統(tǒng)的輸入端，稱為系統(tǒng)輸入量。也稱為參考輸入量（信號(hào)）。

被控制量位于系統(tǒng)的輸出端，稱為系統(tǒng)輸出量。第三十一頁(yè)，共63頁(yè)。32反饋分類外反饋：相對(duì)于被控對(duì)象而言，由附加的反饋控制裝置引起的信息交換。內(nèi)反饋：系統(tǒng)內(nèi)部的信息交互；反映系統(tǒng)內(nèi)部元素之間互為因果的關(guān)系，反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性負(fù)反饋：輸出（被控量）偏離設(shè)定值（目標(biāo)值）時(shí)，反饋?zhàn)饔檬馆敵銎x程度減小，并力圖達(dá)到設(shè)定值。第三十二頁(yè)，共63頁(yè)。33綜上所述，控制系統(tǒng)的工作原理：檢測(cè)輸出量（被控制量）的實(shí)際值；將輸出量的實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比較得出偏差；用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得輸出量維持期望的輸出。

顯然，自動(dòng)控制系統(tǒng)控制方式是“檢測(cè)偏差再糾正偏差”。這種基于反饋原理，能對(duì)輸出量與參考輸入量進(jìn)行比較，并力圖保持兩者之間既定關(guān)系的系統(tǒng)。稱為反饋控制系統(tǒng)。反饋控制系統(tǒng)具備測(cè)量、比較和執(zhí)行三個(gè)基本功能。第三十三頁(yè)，共63頁(yè)。341.2.1研究對(duì)象與任務(wù)

控制論+工程技術(shù)→工程控制論控制論+機(jī)械工程→機(jī)械工程控制

研究對(duì)象：研究廣義系統(tǒng)在一定外界條件下，從系統(tǒng)初始狀態(tài)出發(fā)所經(jīng)歷的由其內(nèi)部固有特性所決定的整個(gè)動(dòng)態(tài)歷程。（1）

廣義系統(tǒng):

(a)可大可小，可繁可簡(jiǎn)，可虛可實(shí)。（b）一般可建立數(shù)學(xué)模型：微分方程、傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)等（c）系統(tǒng)具有固有特性，由結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定（2）外界條件：指對(duì)系統(tǒng)的輸入（激勵(lì)）包括人為激勵(lì)、控制輸入、干擾輸入等第三十四頁(yè)，共63頁(yè)。351.2.1研究對(duì)象與任務(wù)分析系統(tǒng)，就是分析x(t)、g(t)、y(t)三者關(guān)系（動(dòng)態(tài)歷程）（3）初始條件：系統(tǒng)在x(0-)時(shí)的狀態(tài)。x(0-）視為一種特殊的輸入。（4）動(dòng)態(tài)歷程：即系統(tǒng)的輸出y(t)隨t而變化的過(guò)程，或系統(tǒng)從一種穩(wěn)態(tài)到另一穩(wěn)態(tài)之間所經(jīng)歷的過(guò)程。

動(dòng)態(tài)特性：系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程中，輸出響應(yīng)的快速性和平穩(wěn)性

靜態(tài)特性：過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性（穩(wěn)態(tài)誤差）第三十五頁(yè)，共63頁(yè)。36控制系統(tǒng)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)過(guò)程第三十六頁(yè)，共63頁(yè)。371.2.1研究對(duì)象與任務(wù)（5）系統(tǒng)研究類型：（a）h(t)已定，x(t)已知，求出y(t)，通過(guò)y(t)研究系統(tǒng)本身問(wèn)題→系統(tǒng)分析

（b)h(t)已定，確定x(t)，使y(t)符合給定最佳要求→最優(yōu)控制（c）x(t)已知，確定h(t)，使y(t)符合給定最佳要求→最優(yōu)設(shè)計(jì)（d）x(t)已知，確定h(t)，以識(shí)別x(t)的有關(guān)信息→濾波與預(yù)測(cè)（e）x(t)、y(t)已知，確定h(t)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)（即建立數(shù)學(xué)模型）→系統(tǒng)識(shí)別或辯識(shí)第三十七頁(yè)，共63頁(yè)。381.2.2系統(tǒng)及其模型系統(tǒng)：由相互聯(lián)系、相互作用的若干部分構(gòu)成，具有一定的目的或運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一個(gè)整體。系統(tǒng)與元件區(qū)別ky(t)f(t)m第三十八頁(yè)，共63頁(yè)。391.2.2系統(tǒng)及其模型機(jī)械系統(tǒng)：以實(shí)現(xiàn)一定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、承受一定的機(jī)械載荷為目的，有機(jī)械元件組成的系統(tǒng)激勵(lì)響應(yīng)控制：人為的有意識(shí)地加上去的激勵(lì)擾動(dòng)：偶然的產(chǎn)生而無(wú)法完全人為控制的激勵(lì)第三十九頁(yè)，共63頁(yè)。401.2.2系統(tǒng)及其模型模型（數(shù)學(xué)模型）：是指用數(shù)學(xué)方法所描述的抽象的理論模型，用來(lái)表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間，或系統(tǒng)與外界環(huán)境之間的關(guān)系。靜態(tài)模型：反映系統(tǒng)在恒定載荷或緩變載荷作用下或在系統(tǒng)平衡狀態(tài)下的特性

現(xiàn)時(shí)輸入現(xiàn)時(shí)輸出代數(shù)公式描述動(dòng)態(tài)模型：系統(tǒng)在迅變載荷或在系統(tǒng)不平衡狀態(tài)下的特性。

輸入及之前的時(shí)間歷程輸出微分方程第四十頁(yè)，共63頁(yè)。411.2.3系統(tǒng)的分類及對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求1、開環(huán)控制與閉環(huán)控制實(shí)際的控制系統(tǒng)根據(jù)有無(wú)反饋?zhàn)饔每煞譃椋?/p>

開環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)第四十一頁(yè)，共63頁(yè)。42

開環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)僅受輸入量和擾動(dòng)量控制；輸出端和輸入端之間不存在反饋回路；輸出量在整個(gè)控制過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)控制不產(chǎn)生任何影響。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠。若組成系統(tǒng)的元件特性和參數(shù)值比較穩(wěn)定，且外界干擾較小，開環(huán)控制能夠保持一定的精度?？刂破鲗?duì)象或過(guò)程輸入量輸出量開環(huán)控制系統(tǒng)框圖缺點(diǎn)：精度通常較低、無(wú)自動(dòng)糾偏能力。第四十二頁(yè)，共63頁(yè)。43

閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：輸出端和輸入端之間存在反饋回路，輸出量對(duì)控制過(guò)程有直接影響。閉環(huán)的作用：應(yīng)用反饋，減少偏差。

優(yōu)點(diǎn)：精度高，對(duì)外部擾動(dòng)和系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感。控制器對(duì)象或過(guò)程輸入量輸出量測(cè)量元件閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖反饋量缺點(diǎn)：存在穩(wěn)定、振蕩、超調(diào)等問(wèn)題，系統(tǒng)性能分析和設(shè)計(jì)麻煩。第四十三頁(yè)，共63頁(yè)。44閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成給定元件+串聯(lián)校正元件放大變換元件執(zhí)行元件控制對(duì)象_+_并聯(lián)校正元件局部反饋反饋元件主反饋控制部分比較元件比較元件輸入信號(hào)

xi偏差信號(hào)

e主反饋信號(hào)

xb擾動(dòng)信號(hào)輸出

xo閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成第四十四頁(yè)，共63頁(yè)。45

反饋元件測(cè)量被控制量（輸出量），產(chǎn)生反饋信號(hào)。為便于傳輸，反饋信號(hào)通常為電信號(hào)。

比較元件對(duì)給定信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號(hào)；

放大元件對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行放大，使之有足夠的能量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)控制功能。

給定元件產(chǎn)生給定信號(hào)或輸入信號(hào)。

執(zhí)行元件直接對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行操縱的元件；如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等；

校正元件用以改善系統(tǒng)控制質(zhì)量的裝置。第四十五頁(yè)，共63頁(yè)。462、按數(shù)學(xué)模型分類（線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)）

線性系統(tǒng)由線性元件組成，輸入輸出間具有疊加性和均勻性性質(zhì)，以線性微分方程來(lái)表述。

非線性系統(tǒng)系統(tǒng)中有非線性元件，輸入輸出間不具有疊加性和均勻性性質(zhì)。用非線性微分方程來(lái)表述。第四十六頁(yè)，共63頁(yè)。47

定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)3、按時(shí)間概念分定常系統(tǒng)：系統(tǒng)中所有參數(shù)都不隨時(shí)間變化時(shí)變系統(tǒng)：第四十七頁(yè)，共63頁(yè)。484、按給定量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分

恒值控制系統(tǒng)系統(tǒng)輸入量為恒定值。控制任務(wù)是保證在任何擾動(dòng)作用下系統(tǒng)的輸出量為恒值。

程序控制系統(tǒng)輸入量的變化規(guī)律預(yù)先確知，輸入裝置根據(jù)輸入的變化規(guī)律，發(fā)出控制指令，使被控對(duì)象按照指令程序的要求而運(yùn)動(dòng)。如數(shù)控加工系統(tǒng)。

隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）輸入量的變化規(guī)律不能預(yù)先確知，其控制要求是輸出量迅速、平穩(wěn)地跟隨輸入量的變化，并能排除各種干擾因素的影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化規(guī)律。第四十八頁(yè)，共63頁(yè)。495、按系統(tǒng)中傳遞信號(hào)的性質(zhì)分類

連續(xù)控制系統(tǒng)系統(tǒng)中各部分傳遞的信號(hào)為隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。連續(xù)控制系統(tǒng)通常采用微分方程描述。

離散（數(shù)字）控制系統(tǒng)系統(tǒng)中某一處或多處的信號(hào)為脈沖序列或數(shù)字量傳遞的系統(tǒng)。離散控制系統(tǒng)通常采用差分方程描述。第四十九頁(yè)，共63頁(yè)。506、其它分類系統(tǒng)

機(jī)械、電氣、機(jī)電、液壓、氣動(dòng)、熱力等控制系統(tǒng)

溫度、壓力、位置等控制系統(tǒng)第五十頁(yè)，共63頁(yè)。51系統(tǒng)中的量

1、

輸出量（被控量、被控參量）x0：最終控制的目標(biāo)值。2、控制量（給定量）xi：根據(jù)設(shè)計(jì)要求與輸出量相適應(yīng)的預(yù)先給定信號(hào)。3、干擾量（擾動(dòng)量）：引起輸出變化的各種外部和內(nèi)部條件，屬于一種偶然的無(wú)法人為控制的隨機(jī)輸入信號(hào)。4、

輸入量：控制量與干擾量的總稱，一般多指控制量。5、

反饋量：由輸出端引回到輸入端的量。6、

偏差量：控制量與反饋量之差。7、

誤差量：實(shí)際輸出量與希望輸出量之差值。e(t)=x0(t)—x0*(t)第五十一頁(yè)，共63頁(yè)。521.2.5對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求穩(wěn)定準(zhǔn)確快速（1）穩(wěn)定性

穩(wěn)定性就是指系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的振蕩傾向和系統(tǒng)恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。輸出量偏離平衡狀態(tài)后應(yīng)隨著時(shí)間收斂并且回到初始的平衡狀態(tài)。

穩(wěn)定性是系統(tǒng)工作的首要條件。

穩(wěn)

準(zhǔn)

快第五十二頁(yè)，共63頁(yè)。53（2）快速性

這是在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下提出的。指當(dāng)系統(tǒng)輸出量與給定的輸入量之間產(chǎn)生偏差時(shí)，消除這種偏差過(guò)程的快速程度。（3）準(zhǔn)確性

指調(diào)整過(guò)程結(jié)束后，輸出量與給定的輸入量之間的偏差，即靜態(tài)精度（穩(wěn)態(tài)精度），這也是衡量系統(tǒng)工作性能的重要指標(biāo)。1.2.5對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求第五十三頁(yè)，共63頁(yè)。54注意：不同性質(zhì)的控制系統(tǒng)，對(duì)穩(wěn)定性、精確性和快速性要求各有側(cè)重。

系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性、快速性相互制約，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。第五十四頁(yè)，共63頁(yè)。55

1.3本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法一、本課程的主要內(nèi)容和特點(diǎn)1、主要內(nèi)