控制工程基礎(chǔ)第1章緒論

《控制工程基礎(chǔ)》大連理工大學(xué)機械工程學(xué)院主講教師：孫偉聯(lián)系電話：84707510目前一頁\總數(shù)六十七頁\編于點教材：《控制工程基礎(chǔ)》機械工業(yè)出版社祝守新主編《控制工程基礎(chǔ)》機械工業(yè)出版社燕山大學(xué)王益群孔祥東主編參考教材：《控制工程基礎(chǔ)》浙江大學(xué)出版社張尚才主編目前二頁\總數(shù)六十七頁\編于點第一節(jié)概述--控制理論的發(fā)展史第一章緒論第二節(jié)自動控制系統(tǒng)的基本概念目前三頁\總數(shù)六十七頁\編于點前言自動控制是人類在認(rèn)識世界和發(fā)明創(chuàng)新的過程中發(fā)展起來的一門重要的科學(xué)技術(shù)。依靠它，人類可以從笨重，重復(fù)性的勞動中解放出來，從事更富創(chuàng)造性的工作。自動化技術(shù)是當(dāng)代發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，最引人矚目的高技術(shù)之一，是推動新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。自動化也即現(xiàn)代化?？刂评碚摰陌l(fā)展史

--自動控制技術(shù)與人類進步

AutomaticControl&HumanCivilization第一節(jié)概述目前四頁\總數(shù)六十七頁\編于點I.前期控制(公元前1400–公元1900)工業(yè)機器II.經(jīng)典控制前期(1900年-1935年)III.經(jīng)典控制(1935年-1950年)空間技術(shù)Ⅳ.現(xiàn)代控制(1950年-)控制理論控制理論的發(fā)展史目前五頁\總數(shù)六十七頁\編于點I.前期控制(EarlyControl)(公元前1400–公元1900)(0)具有反饋控制原理的控制裝置在古代就有了。這方面最有代表性的例子當(dāng)屬古代的計時器“水鐘”(在中國叫作“刻漏”，也叫“漏壺”)。據(jù)古代鍥形文字記載和從埃及古墓出土的實物可以看到，巴比倫和埃及在公元前1500年以前便已有很長的水鐘使用歷史了。(1)戰(zhàn)國秦昭王時期，蜀郡守李冰于公元前227年創(chuàng)建的都江堰，是中國最古老的水利工程，體現(xiàn)了控制系統(tǒng)的觀念。西漢漏壺都江堰目前六頁\總數(shù)六十七頁\編于點(3)公元132年中國張衡發(fā)明水運渾象，研制出自動測量地震的候風(fēng)地動儀。(2)公元100年亞歷山大的希羅發(fā)明開閉廟門和分發(fā)圣水等自動裝置，把硬幣投入儲錢箱，大門就會自動開啟。在裝置中投入一個硬幣，就會有圣水從洞中噴出。目前七頁\總數(shù)六十七頁\編于點(4)公元235年中國馬鈞研制出用齒輪傳動的自動指示方向的指南車(5)1637年中國明代宋應(yīng)星所著《天工開物》記載有程序控制思想(CNC)的提花織機結(jié)構(gòu)圖提花織機結(jié)構(gòu)圖指南車模型圖指南車結(jié)構(gòu)圖目前八頁\總數(shù)六十七頁\編于點(6)英國瓦特（J.Watt）1765年發(fā)明了蒸汽機，1788年發(fā)明了離心式飛球調(diào)速器，通過調(diào)速器調(diào)節(jié)蒸汽量，從而保證蒸汽機在不同的工作負(fù)荷時，保持一定的轉(zhuǎn)速。(7)1868年英國麥克斯威爾（J.C.Maxwell）發(fā)表“論調(diào)速器”(OnGovernors)文章；從理論上加以提高，并首先提出了“反饋控制”的概念”目前九頁\總數(shù)六十七頁\編于點(8)1875年英國勞斯（E.J.Routh）建立Routh判據(jù)(Routh-HurwitzStabilityCriteria)(9)1892年俄國李雅普諾夫（A.M.Lyapunov）在博士論文“論運動穩(wěn)定性的一般問題”中提出了穩(wěn)定性理論(10)1866年英國格雷（J.M.Gray）設(shè)計出第一艘全自動蒸汽輪船“東方”號(GreatEastern)格雷的蒸氣操縱引擎全自動蒸汽輪船“東方”號目前十頁\總數(shù)六十七頁\編于點(11)1866年由中國近代化學(xué)的先驅(qū)者徐壽設(shè)計的中國第一艘蒸汽輪船“黃鵠”號(L20m,W25T,10km/hr)在安慶內(nèi)軍械所下水。次年，中國第一艘木質(zhì)明輪蒸汽艦船“恬古”號在江南造船廠下水。目前十一頁\總數(shù)六十七頁\編于點II.經(jīng)典控制前期(ThePre-classicalPeriod)(1900年-1935年)(1)1913年美國福特(FordMotor)汽車公司建成最早的汽車裝配流水線(2)1922年美國米羅斯基(N.Minorsky)研制出用于船舶駕駛的伺服結(jié)構(gòu)，提出PID控制方法(3)1928年美國MIT的萬尼瓦爾.布什(VannevarBush)研制成第一臺大型模擬計算機(DifferentialAnalyzer)V.Bush大型模擬計算機汽車裝配流水線目前十二頁\總數(shù)六十七頁\編于點(4)1927年美國布雷克

(H.S.Black)提出放大器性的負(fù)反饋方法(NegativeFeedbackAmplifier)H.S.Black目前十三頁\總數(shù)六十七頁\編于點(5)閉環(huán)控制(反饋）--自動控制的基礎(chǔ)?？刂普摰牡旎司S納(N.Wiener)1948年對此給出的定義為：“Feedbackisamethodofcontrollingasystembyinsertingintoittheresultofitspastperformance”“反饋是一種控制系統(tǒng)的方法，該方法將系統(tǒng)的輸出作用于系統(tǒng)的輸入?！?/p>

閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖：目前十四頁\總數(shù)六十七頁\編于點(6)1925年美國斯佩雷（E.Sperry）研制出火炮控制器，1929年梅森（C.Mason）研制出氣壓反饋控制器火炮控制器氣壓反饋控制器目前十五頁\總數(shù)六十七頁\編于點III.經(jīng)典控制(ClassicalControl)(1935年-1950年)N.B.NicholsN.Wiener(1)1938年美國貝爾實驗室的波德（H.Bode），1940年奈奎斯特（Nyquist）提出頻率響應(yīng)法(2)1942年美國泰勒（Taylor）儀器公司的齊格勒

（J.G.Ziegler）和尼科爾斯（N.B.Nichols）提出PID參數(shù)的最佳調(diào)整法(3)美國麻省理工學(xué)院（MIT）的維納（N.Wiener）研究隨機過程的預(yù)測，1942年提出Wiener濾波理論，1948年發(fā)表《控制論》（《Cybernetics》）一書，標(biāo)志著控制論學(xué)科的誕生。目前十六頁\總數(shù)六十七頁\編于點(4)1934年美國的哈仁（H.L.Hazen）發(fā)表了“關(guān)于伺服結(jié)構(gòu)理論”(TheoryofServome-chanism)，并于1939年在MIT建立伺服機構(gòu)實驗室(ServomechanismLaboratory)H.Hazen伺服機構(gòu)實驗室目前十七頁\總數(shù)六十七頁\編于點(5)1937年英國圖靈（A.M.Turine）提出圖靈計算機的設(shè)想(6)在貝爾實驗室Bode領(lǐng)導(dǎo)的火炮控制系統(tǒng)研究小組工作的申龍（C.Shannon）1938年提出繼電器邏輯自動化理論，1948年發(fā)表專著《通信的數(shù)字理論》(TheMathematicalTheoryofCommunication)，奠定了信息論的基礎(chǔ)C.E.Shannon兩士兵在用裝載有火炮控制系統(tǒng)的裝置追蹤發(fā)射炮彈軌跡目前十八頁\總數(shù)六十七頁\編于點(7)MIT輻射實驗室（RadiationLaboratory）在研究SCR-584雷達控制系統(tǒng)的過程中，創(chuàng)立了尼科爾斯圖解設(shè)計方法（NicholsChartDesignMethod），菲利普（R.S.Philips）的噪音伺服系統(tǒng)（OnNoiseinServomechanisms），以及霍爾維茲（Hurewicz）(1947)的數(shù)字控制系統(tǒng)(SampledDataSystem)(8)1948年美國尹文思（W.Evans）提出根軌跡法(RootLocusMethod)，完成了以單輸入線性系統(tǒng)為對象的經(jīng)典控制研究工作。目前十九頁\總數(shù)六十七頁\編于點(9)多本有關(guān)經(jīng)典控制的經(jīng)典名著相繼出版，包括1942年史密斯（Ed.S.Smith）的《自動控制工程學(xué)》（《AutomaticControlEngineering》），1945年H.Bode的《回路分析和反饋放大器》（《NetworkAnalysisandFeedbackAmplifier》），1945年麥科爾（L.A.MacColl）的《伺服系統(tǒng)基本原理》（《FundamentalTheoryofServomechanisms》），以及1954年錢學(xué)森的《工程控制論》(《EngineeringCybernetics》)目前二十頁\總數(shù)六十七頁\編于點Ⅳ現(xiàn)代控制(ModernControl)(1950年-)二次世界大戰(zhàn)中火炮，雷達，飛機以及通訊系統(tǒng)的控制研究直接推動了經(jīng)典控制的發(fā)展。五十年代后興起的現(xiàn)代控制起源于冷戰(zhàn)時期的軍備競賽，如導(dǎo)彈(發(fā)射，操縱，指導(dǎo)及跟蹤)，衛(wèi)星，航天器和星球大戰(zhàn)，并隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，使得現(xiàn)代控制理論發(fā)展很快。導(dǎo)彈衛(wèi)星航天器目前二十一頁\總數(shù)六十七頁\編于點(2)1957年美國貝爾曼（R.Bellman）發(fā)表著名的動態(tài)規(guī)劃（DynamicProgramming），建立最優(yōu)控制的基礎(chǔ)(3)1957年國際自動控制聯(lián)合會(IFAC)成立，中國為發(fā)起國之一，第一屆學(xué)術(shù)會議于1960年在莫斯科召開(1)1956年蘇聯(lián)龐特里亞金（L.S.Pontryagin）發(fā)表“最優(yōu)過程數(shù)學(xué)理論”，提出極大值原理(MaximumPrinciple)L.S.Pontryagin地對空導(dǎo)彈F4幻影飛機目前二十二頁\總數(shù)六十七頁\編于點(4)1952年美國麻省理工學(xué)院的伺服機構(gòu)實驗室（ServomechanismLaboratory）研制出第一臺數(shù)控機床目前二十三頁\總數(shù)六十七頁\編于點(5)1957年世界第一顆人造地球衛(wèi)星(Sputnik)由蘇聯(lián)發(fā)射成功1957.Laika.Sputnik二號Sputnik一號為第一個向太空發(fā)射的人造衛(wèi)星目前二十四頁\總數(shù)六十七頁\編于點1957年10月4日，火箭將第一顆人造衛(wèi)星Sputnik送往太空。升空照片至今沒有向世人公開。右面的這張照片是從1967年的一部蘇聯(lián)記錄片中剪輯出來的?？屏_廖夫（S.Korolev）

(1906-1966),俄國太空船設(shè)計者，東方號飛船和上升號飛船的總設(shè)計師目前二十五頁\總數(shù)六十七頁\編于點(6)1954年美國德沃（GeorgeDevol）研制出第一臺工業(yè)機器人樣機，兩年后，被稱為機器人之父的恩格爾伯格（JosephEngelberger）創(chuàng)立了第一家機器人公司－通用機器人（Unimation）(7)1960年美籍匈牙利人卡爾曼（R.E.Kalman）發(fā)表“控制系統(tǒng)全面理論”（“OntheGeneralTheoryofControlSystems”）等論文，引入狀態(tài)空間法分析系統(tǒng)，提出能控性，能觀測性，最佳調(diào)節(jié)器和kalman濾波等概念，奠定了現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ)R.E.Kalman目前二十六頁\總數(shù)六十七頁\編于點(8)1961年蘇聯(lián)東方-１號飛船載著加加林進入人造地球衛(wèi)星軌道，開始了人類宇航時代宇宙哥倫布-加加林蘇聯(lián)發(fā)行的一枚專門紀(jì)念加加林的郵票第一個繞預(yù)定軌道飛行的載人太空艙1961年，蘇聯(lián)的東方一號載著人類歷史上第一名宇航員加加林飛向太空1961年4月12日，莫斯科時間9點零7分，27歲的加加林離開了地球，飛向太空。108分鐘以后，加加林重返地球。飛行的最大高度是327000米。最大時速為28260公里。目前二十七頁\總數(shù)六十七頁\編于點(9)1963年,美國的扎德（LoftiZadeh）與戴森（C.Desoer）發(fā)表“線性系統(tǒng)－狀態(tài)矢量空間方法”（LinearSystems-AStateSpaceApproach）。1965年，Zadeh提出模糊集合和模糊控制概念(10)1958年美國的朱利（E.I.Jury）發(fā)表“數(shù)字控制系統(tǒng)”(Sampled-DataControlSystem)，建立了數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)C.DesoerZadeh目前二十八頁\總數(shù)六十七頁\編于點(11)1966年蘇聯(lián)發(fā)射“月球”9號探測器，首次在月面軟著陸成功，三年后(1969年)，美國“阿波羅”11號把宇航員阿姆斯特朗（N.A.Armstrong）送上月球。N.A.Armstrong目前二十九頁\總數(shù)六十七頁\編于點(12)1967年瑞典奧斯特隆姆（KarlJ.Astrom）提出最小二乘辯識，解決了線性定常系統(tǒng)參數(shù)估計問題和定階方法，六年后，提出了自啟調(diào)節(jié)器，建立自適應(yīng)控制的基礎(chǔ)。Astrom于1993年獲得IEEE榮譽獎?wù)拢↖EEEMedalofHonor）。K.J.Astrom(13)1970年英國羅森布拉克（H.HRosenbrock）發(fā)表“狀態(tài)矢量空間與多變量理論”（StateSpaceandMultivariableTheory）。1974年加拿大旺納姆（W.MWonham）發(fā)表“線性多變量控制：一種幾何方法”（LinearMultivariableControl:AGeometricApproach）。W.MWonham目前三十頁\總數(shù)六十七頁\編于點(14)1969年美國的麥錢特（M.E.Merchant）提出計算機集成制造的概念目前三十一頁\總數(shù)六十七頁\編于點(15)1971年美國ARPA（美國國防部高級研究計劃局）計算機網(wǎng)絡(luò)初步建成(16)1976年日本Fanuc公司研制出由加工中心和工業(yè)機器人組成的柔性制造單元目前三十二頁\總數(shù)六十七頁\編于點(17)1976年美國布羅克特（R.Brockett）提出用微分幾何研究非線性控制系統(tǒng)，1985年意大利伊西多爾（A.Isidori）出版“非線性控制系統(tǒng)”(NonlinearControlSystems)。A.IsidoriR.Brockett目前三十三頁\總數(shù)六十七頁\編于點(18)1981年加拿大詹姆斯

G.Zames提出H

魯棒控制設(shè)計方法(19)1981年美國“哥倫比亞”號航天飛機首次發(fā)射成功GorgeZames目前三十四頁\總數(shù)六十七頁\編于點(20)1969年美國布萊森（A.Bryson）和Y.C.Ho發(fā)表“實用最佳控制”（AppliedOptimalControl）。1983年Y.CHo和X.RCao等提出離散事件系統(tǒng)理論(21)1986年中國批準(zhǔn)863高技術(shù)計劃，包括自動化領(lǐng)域的計算機集成制造系統(tǒng)和智能機器人兩個主題A.BrysonYuC.Ho目前三十五頁\總數(shù)六十七頁\編于點(22)IEEE控制系統(tǒng)獎（IEEEControlSystemsAward）獲得者名單目前三十六頁\總數(shù)六十七頁\編于點(23)1996年美國第一臺火星探測器旅居者（Sojourner）在火星表面軟著陸(24)1981年美國旅行者（Voyager）一號，二號開始走出太陽系，對茫茫太空進行探索目前三十七頁\總數(shù)六十七頁\編于點

國家重大需求隧道掘進成套裝備是關(guān)系國家基礎(chǔ)建設(shè)、資源開發(fā)和國防建設(shè)的重大技術(shù)裝備。城市地鐵地下商城市政工程人防工程公路/鐵路建設(shè)南水北調(diào)資源開采西氣東輸目前三十八頁\總數(shù)六十七頁\編于點技術(shù)背景：功率大：3000kw噪聲大：80db發(fā)熱嚴(yán)重：工作面溫度超過40℃全斷面隧道掘進裝備（Φ8.8m×200m）目前三十九頁\總數(shù)六十七頁\編于點動力推進控制輸送多系統(tǒng)協(xié)同控制目前四十頁\總數(shù)六十七頁\編于點目前四十一頁\總數(shù)六十七頁\編于點目前四十二頁\總數(shù)六十七頁\編于點目前四十三頁\總數(shù)六十七頁\編于點目前四十四頁\總數(shù)六十七頁\編于點第二節(jié)自動控制系統(tǒng)的基本概念在各種生產(chǎn)過程和生產(chǎn)設(shè)備中，常常需要使其中某些物理量（如溫度、壓力、位置、速度等）保持恒定，或者讓它們按照一定的規(guī)律變化，要滿足這種需要，就應(yīng)該對生產(chǎn)機械或設(shè)備進行及時的控制和調(diào)整，以抵消外界的擾動和影響。下面介紹自動控制系統(tǒng)如何對這些物理量實現(xiàn)自動控制。目前四十五頁\總數(shù)六十七頁\編于點恒溫系統(tǒng):實現(xiàn)恒溫控制有兩種方法：人工和自動控制1.人工控制圖1-2-1所示為人工控制的恒溫箱。恒溫箱的溫度是靠通過改變調(diào)壓器的電壓來達到控制溫度的目的。箱內(nèi)溫度是由溫度計測量的。人工控制恒溫的過程可歸結(jié)如下：圖1-1人工控制的恒溫箱一、自動控制系統(tǒng)工作原理目前四十六頁\總數(shù)六十七頁\編于點觀測由測量元件（溫度計）測出的恒溫箱（被控制元件）的溫度；與要求的溫度值（給定值）進行比較，得出偏差的大小和方向；根據(jù)偏差大小和方向再進行比較控制：當(dāng)溫度高于所要求的給定溫度值時，就調(diào)節(jié)調(diào)壓器動觸頭使電壓減小，溫度降低；若溫度低于給定的值，則調(diào)節(jié)調(diào)壓器動觸頭，使電壓增加，溫度升高；如溫度還達不到要求時，要反復(fù)進行上面的步驟操作。因此，人工控制的過程就是測量、求偏差、再控制以糾正偏差的過程。也就是“檢測偏差用以糾正偏差”的過程。目前四十七頁\總數(shù)六十七頁\編于點2.自動控制

圖1-2恒溫箱的自動控制系統(tǒng)對于這樣簡單的控制形式，如果能找到一個控制器來代替人的職能，這樣人工控制系統(tǒng)就變成自動控制系統(tǒng)了。u2

u1

熱電偶 給定信號 加熱電阻絲 電壓放大器 功率放大器 減速器調(diào)壓器 ⊿u

～220V 比較 + + 執(zhí)行電動機 目前四十八頁\總數(shù)六十七頁\編于點u1給定信號電壓，控制恒溫箱的溫度。u2

測得的電壓信號，由作為測量元件的熱電偶，把溫度轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓信號?！鱱偏差信號，測得的電壓信號u2反饋回去與給定信號u1相比較，所得結(jié)果即為溫度的偏差信號△u=u１-u２。經(jīng)過電壓、功率放大后，用以改變電動機的轉(zhuǎn)速和方向，并通過傳動裝置帶動調(diào)壓器動觸頭。當(dāng)溫度偏高時，動觸頭向著減小電壓的方向運動，反之加大電壓，直到溫度達到給定值為止，即只有在偏差信號△u＝０時，電動機才停轉(zhuǎn)。這樣就完成了所要求的控制任務(wù)。而所有這些裝置便組成了一個自動控制系統(tǒng)。目前四十九頁\總數(shù)六十七頁\編于點液壓板帶扎機板帶出口厚度信息h由檢測元件3測出并反饋到電液伺服系統(tǒng)2中，發(fā)出控制信號以驅(qū)動液壓缸1，從而調(diào)節(jié)扎制輥縫，使得板帶出口厚度h保持在要求的公差范圍內(nèi)。目前五十頁\總數(shù)六十七頁\編于點發(fā)動機的瓦特式速度調(diào)節(jié)器允許進入到發(fā)動機內(nèi)的燃料數(shù)量，根據(jù)希望的發(fā)動機速度與實際的發(fā)動機速度之差進行調(diào)整。如果發(fā)動機的速度增大，以至于超過了希望的速度值，則速度調(diào)節(jié)器的離心力增大，從而導(dǎo)致控制閥向上移動。這樣就會減少燃料供應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)動機的速度減小，直至達到希望的速度時為止。當(dāng)工作于希望的速度時，高壓油將不進入動力油缸的任何一側(cè)。如果由于擾動，使得實際速度下降到低于希望值，則速度調(diào)節(jié)器的離心力下降，導(dǎo)致控制閥向下移動，從而對發(fā)動機的燃料供應(yīng)增多，發(fā)動機的速度增大，直到達到希望的速度時為止。目前五十一頁\總數(shù)六十七頁\編于點給定量也叫控制系統(tǒng)的輸入量。被控制量稱為系統(tǒng)的輸出量。

反饋就是指輸出量通過適當(dāng)?shù)臏y量裝置將信號全部或一部分返回輸入端，使之與輸入量進行比較。

比較的結(jié)果叫偏差。

基于反饋基礎(chǔ)上的“檢測偏差用以糾正偏差”的原理又稱為反饋控制原理。利用反饋控制原理組成的系統(tǒng)稱為反饋控制系統(tǒng)。上述例子有一個共同的特點，就是都要檢測偏差，并用檢測到的偏差去糾正偏差，可見沒有偏差便沒有調(diào)節(jié)過程。在自動控制系統(tǒng)中，這一偏差是通過反饋建立起來的。目前五十二頁\總數(shù)六十七頁\編于點(1)開環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)的輸入不受系統(tǒng)的輸出影響時，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。數(shù)控機床進給系統(tǒng)采用步進電機直接驅(qū)動時，其系統(tǒng)就屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出不對系統(tǒng)的輸入有任何影響。數(shù)控機床開環(huán)進給系統(tǒng)二、開環(huán)控制與閉環(huán)控制目前五十三頁\總數(shù)六十七頁\編于點電動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)當(dāng)給定電壓改變時，電動機轉(zhuǎn)速也跟著改變，但這個控制系統(tǒng)經(jīng)受不住負(fù)載力矩變化對轉(zhuǎn)速的影響，即負(fù)載力矩改變，轉(zhuǎn)速也要改變。目前五十四頁\總數(shù)六十七頁\編于點(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)的任一環(huán)節(jié)的輸入受到系統(tǒng)的輸出影響時，這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。數(shù)控機床閉環(huán)進給系統(tǒng)由于工作臺位移（輸出）經(jīng)檢測裝置測出實際的位移后與給定的位移指令比較，從而產(chǎn)生控制作用，達到控制工作臺位移的目的。因此，如果實際的位移沒達到指令要求時，這種控制作用始終作用于工作臺，直到工作臺達到所要求的位置。目前五十五頁\總數(shù)六十七頁\編于點閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)負(fù)載加大，轉(zhuǎn)速就會降低，但有了反饋，偏差就會增大，電動機電壓就會升高，轉(zhuǎn)速就會上升。目前五十六頁\總數(shù)六十七頁\編于點開環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便，且造價低廉。缺點是精度較低。閉環(huán)控制系統(tǒng)突出的優(yōu)點：精度高，不管出現(xiàn)什么干擾，只要被控制量的實際值偏離給定值時，閉環(huán)控制就會產(chǎn)生控制作用來減小這一偏差。閉環(huán)系統(tǒng)的缺點：這類系統(tǒng)是檢測偏差用以糾正偏差，或者說是靠偏差進行控制。在工作過程中系統(tǒng)總會存在偏差，由于元件的慣性（如負(fù)載的慣性），很容易引起振蕩，使系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此精度和穩(wěn)定性是閉環(huán)系統(tǒng)存在的一對矛盾。

目前五十七頁\總數(shù)六十七頁\編于點三.反饋控制系統(tǒng)的基本組成

一個典型的反饋控制系統(tǒng)應(yīng)該包括給定元件、反饋元件、比較元件、放大元件、執(zhí)行元件及校正元件等。目前五十八頁\總數(shù)六十七頁\編于點1.給定元件：主要用于產(chǎn)生給定信號或輸入信號例如，調(diào)速系統(tǒng)的給定電位計。2.反饋元件：它測量被控量或輸出量，產(chǎn)生主反饋信號，該信號與輸出量存在著確定的函數(shù)關(guān)系（通常為比例關(guān)系）。例如，調(diào)速系統(tǒng)用于測速的測速發(fā)電機。3.比較元件：用來比較輸入信號和反饋信號之間的偏差?？梢允且粋€差接的電路，它往往不是一個專門的物理元件，有時也叫比較環(huán)節(jié)；自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器、機械式差動裝置都是物理的比較元件。目前五十九頁\總數(shù)六十七頁\編于點4.放大元件：對偏差信號進行放大和功率放大的元件。例如，伺服功率放大器、電液伺服閥等。5.執(zhí)行元件：直接對控制對象進行操作的元件。例如，執(zhí)行電動機、液壓馬達等。6.控制對象：控制系統(tǒng)所要操縱的對象，它的輸出量即為系統(tǒng)的控制量，例如，機床工作臺等。7.校正元件：或稱校正裝置，用以提高控制系統(tǒng)動態(tài)性能。有反饋校正和串聯(lián)校正等形式目前六十頁\總數(shù)六十七頁\編于點四、自動控制系統(tǒng)的基本類型(1)恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)在外界作用下，系統(tǒng)的輸出能基本保持為常值的系統(tǒng)稱為恒值系統(tǒng)。如恒溫、恒壓及恒速系統(tǒng)。(3)隨動系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出能相應(yīng)于輸入在