自動(dòng)控制原理第一章緒論

自動(dòng)控制原理任課老師：馬寶萍12哈佛大學(xué)圖書館館訓(xùn)1.現(xiàn)在睡覺的話，會(huì)做夢(mèng)；而現(xiàn)在學(xué)習(xí)的話，會(huì)讓夢(mèng)實(shí)現(xiàn)。2.我無所事事的度過了今天，是昨天死去的人們所期望的明天。3.學(xué)習(xí)不是人生的全部，但學(xué)習(xí)都征服不了，那你還能做什么？4.今天不想走，明天就要跑了。5.此刻睡覺的口水將變成明天流下的淚水。3第1章緒論主要內(nèi)容

1.1引言1.2自動(dòng)控制的基本知識(shí)1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成1.5對(duì)控制系統(tǒng)的要求1.6自動(dòng)控制理論的發(fā)展概況4自動(dòng)控制的起源圖1.（a）開發(fā)于18世紀(jì)80年代的離心調(diào)速器對(duì)點(diǎn)燃英國(guó)工業(yè)革命的瓦特蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)（b）的成功實(shí)現(xiàn)起了關(guān)鍵作用。（圖片由RichardAdamek(1999年版權(quán))和劍橋大學(xué)提供。）

1788年離心調(diào)速器瓦特1.1引言5波音777飛機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器發(fā)展到今天，自動(dòng)控制應(yīng)用在很多領(lǐng)域6

在當(dāng)今時(shí)代，自動(dòng)控制所起的作用越來越重要：空間飛行器的導(dǎo)航和控制系統(tǒng)制造業(yè)中的控制系統(tǒng)工業(yè)過程控制系統(tǒng)通訊系統(tǒng)的控制自動(dòng)控制發(fā)展的未來方向航空航天與運(yùn)輸信息與網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人技術(shù)和智能機(jī)械材料及加工這是一個(gè)充滿機(jī)遇和挑戰(zhàn)的領(lǐng)域！7控制論的提出維納著《控制論，或關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制與通訊的科學(xué)》，1948年出版維納(1894-1964)，美國(guó)數(shù)學(xué)家，控制論創(chuàng)始人可以說，沒有控制論的建立和發(fā)展，就沒有今天這樣高度發(fā)達(dá)的自動(dòng)化技術(shù)。8錢學(xué)森的《工程控制論》英文版(EngineeringCybernetics)，1954年出版。工程控制論則被界定為研究控制論這門科學(xué)中能夠直接用在控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的那些部分.錢學(xué)森指出控制論在系統(tǒng)科學(xué)體系結(jié)構(gòu)中的定位，為復(fù)雜巨系統(tǒng)的建模、分析、運(yùn)籌和控制問題提供了理論基礎(chǔ)和方法論依據(jù)。9如何學(xué)好這門課程？

1、認(rèn)真掌握基本原理；2、多看參考書，多做練習(xí)題，分析實(shí)例；3、利用Matlab軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助分析。10經(jīng)典教材胡壽松主編，自動(dòng)控制原理，第四版，科學(xué)出版社，2001。緒方勝彥著，盧伯英等譯，現(xiàn)代控制工程，第四版，電子工業(yè)出版社。RichardC.Dorf等著，謝紅衛(wèi)等譯，現(xiàn)代控制系統(tǒng)，第八版，高等教育出版社。11推薦閱讀《控制論》，維納著.《工程控制論》，錢學(xué)森著.《信息爆炸時(shí)代的控制》—關(guān)于控制、動(dòng)力學(xué)和系統(tǒng)未來方向的專家小組報(bào)告，2002年6月30日12網(wǎng)絡(luò)資源國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)生自動(dòng)控制原理精品課程網(wǎng)站/zdkz/view.asp?classid=12&id=7813控制：通俗地說，就是使被控對(duì)象按照預(yù)定的方式工作141.2.1自動(dòng)控制問題的提出

一個(gè)簡(jiǎn)單的水箱液面，因生產(chǎn)和生活需要，希望液面高度h維持恒定。當(dāng)水的流入量與流出量平衡時(shí)，水箱的液面高度維持在預(yù)定的高度上。1.2自動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)

當(dāng)水的流出量增大或流入量減小，平衡則被破壞，液面的高度不能自然地維持恒定。水箱流出流入h15所謂控制就是返強(qiáng)制犬性地劉改變度某些腎物理溝量（芽如上垂例中雙的進(jìn)拾水量懷），轎而使吼另外滾某些匯特定命的物張理量身（如屑液面座高度h）維持潮在某蹈種特拌定的塞標(biāo)準(zhǔn)洪上。人工深控制籮示意還圖：這種慌人為光地強(qiáng)削制性杏地改塵變進(jìn)窗水量簽，而問使液振面高乞度維涼持恒被定的慈過程位，即料是人枝工控級(jí)制過猛程。水箱流出流入h161.嫌2.簽2自動(dòng)棗控制延的定蜻義及帆基本泰職能戒元件1.自動(dòng)臂控制前的定聲義自動(dòng)芳控制貪就是察在沒上有人更直接餓參與火的情遮況下說，利光用控制采器使被獻(xiàn)控對(duì)室象（闖或過仍程）芹的某獨(dú)些物園理量辭（或歉狀態(tài)套）自能動(dòng)地辦按預(yù)武先給擋定的佳規(guī)律徒去運(yùn)這行。水箱流出流入h控制器浮子當(dāng)出包水與簡(jiǎn)進(jìn)水勉的平茂衡被咬破壞秤時(shí)，糖水箱驕水位下降(或上韻升)，出蜜現(xiàn)偏弱差。字這偏并差由慚浮子艷檢測(cè)惜出來疤，自誓動(dòng)控矩制器雜在偏腐差的卸作用撥下，零控制敘閥門開大(或關(guān)瘦小)，對(duì)物偏差它進(jìn)行帝修正倘，從唱而保濱持液碌面高股度不燈變。172.自動(dòng)忽控制綠的基小本職次能元退件自動(dòng)方控制東的實(shí)峽現(xiàn),實(shí)際砌上是臘由自偷動(dòng)控雀制裝至置來臟代替致人的慢基本桐功能睛，從筒而實(shí)訴現(xiàn)自堅(jiān)動(dòng)控震制的液。畫桃出以顆上人首工控辣制與詳自動(dòng)群控制歪的功境能方泥框圖迅進(jìn)行爪對(duì)照徐。水箱流出流入h水箱流出流入h控制器浮子眼睛浮子大腦自動(dòng)謊控制術(shù)器肌肉黎、手執(zhí)行終元件18比較管兩圖您可以響看出彈，自扣動(dòng)控嘆制實(shí)陡現(xiàn)人和工控非制的泊功能姐，存嘗在必疾不可賊少的武三種勿代替灣人的展職能僵的基就本元躁件：氣動(dòng)閥門希望液位實(shí)際液位浮子控制器水箱肌肉和閥門希望液位實(shí)際液位大腦水箱眼睛19執(zhí)行元件參考輸入輸出測(cè)量變送元件控制器對(duì)象擾動(dòng)輸入測(cè)量偷元件頑與變交送器臨（代搭替眼好睛）炸；自動(dòng)猾控制爛器（擇代替?zhèn)兇竽X邊）；執(zhí)行唯元件啞（代想替肌劇肉、掉手）咳。這些扒基本昂元件田與被著控對(duì)邁象相巧連接制，一趣起構(gòu)捉成一夫個(gè)自農(nóng)動(dòng)控第制系去統(tǒng)。援下圖春是典箭型控塘制系畜統(tǒng)方鉗框圖。201.熱2.凱3自動(dòng)妄控制暖中的主一些字術(shù)語巷及方繳框圖1.常用哨術(shù)語控制脾（被及控）肌對(duì)象—被控分制的設(shè)備或過程（如毫水箱重）；被控角量c(y)—表征斧設(shè)備斜或過鈴程運(yùn)圈行情康況或提狀態(tài)驅(qū)，曬并需高要嚴(yán)癢格加薄以控傳制的宗物理餓量，齊也可芹稱為名系統(tǒng)念的輸拌出。鎮(zhèn)（如殿液位幸）給定里值（冤參考認(rèn)輸入面）r—被控己量應(yīng)頁保持山的期誰望值荒；（如液涌位高桿度）控制走量（坡操作弊量）u—能夠蜜引起摸被控垂量變磚化，漠并且秤被用勞作調(diào)注節(jié)手竹段的鉗參數(shù)形；（輩如閥小門開呈度）擾動(dòng)d—引起圈被控奏量變俊化的紐奉因素依，包烤括內(nèi)賢擾、褲外擾傻；（如用絮水量）偏差e—是對(duì)賽象受黃到擾贊動(dòng)后海，被遙控量鏡與給喜定值毀之間復(fù)的差片值；21自動(dòng)腰控制恰系統(tǒng)心的任蕩務(wù)可拐概括醬為：使對(duì)象建的被凝控量欠等于傍給定壁值，c(t)=r(t)222.系統(tǒng)蜻方框兵圖執(zhí)行器參考輸入輸出測(cè)量變送元件控制器對(duì)象擾動(dòng)輸入23控制居器設(shè)定門溫度Td(t)室內(nèi)絨溫度T(儉t)比較沈器室內(nèi)兩溫度凳測(cè)瘦量空調(diào)壓縮臘機(jī)例1：空輕調(diào)控凳制系套統(tǒng)24例2：汽固車方紅向控魂制系編統(tǒng)25控制構(gòu)器駕車晉人汽車實(shí)際方向比較線器視覺梁測(cè)量偏差方向婦盤預(yù)期方向汽車疊方向筑控制臂系統(tǒng)沫原理敢圖263.反饋織與反壺饋控?zé)熤频墓鸥拍罘答仭到y(tǒng)禁的輸去出經(jīng)參過測(cè)館量、風(fēng)變送角元件暑送回息系統(tǒng)串的輸勿入端啞，這械一過動(dòng)程稱紋為反籌饋。鳥若反渡饋信查號(hào)與鈔給定這值信飯?zhí)枠O爭(zhēng)性相研反，著則稱草為負(fù)反據(jù)饋；若閉極性俯相同叛，則覺稱為正反關(guān)饋。由前登向通訊道、年反饋撲通道蒸形成纏一個(gè)村閉合加回路棄，稱動(dòng)為閉逮環(huán)控蛋制系顛統(tǒng)。苗由于袍具有店反饋伯，也堤稱“駁反饋圖控制葵系統(tǒng)博”。反饋宋控制叨是自甲動(dòng)控碌制系口統(tǒng)最晝基本孩的控冷制方場(chǎng)式，趙也是木應(yīng)用沾最廣倍泛的挖一種姓控制候系統(tǒng)抬。271.丘3自動(dòng)螺控制雄系統(tǒng)拖的分雷類常用驅(qū)的自蛙動(dòng)控庭制系跑統(tǒng)分急類方薦法包惡括：按信御號(hào)的弓傳遞叼路徑簽來分按系旋統(tǒng)輸孔入信揚(yáng)號(hào)的形變化兼規(guī)律羨不同托來分按系甲統(tǒng)傳糟輸信投號(hào)的刮性質(zhì)括來分按描伏述系附統(tǒng)的偷數(shù)學(xué)億模型漁不同梢來分其它評(píng)分類火方法281.疤3.陰1按信得號(hào)的弟傳遞輪路徑想分類1．開劉環(huán)控拌制系度統(tǒng)定義役：指系不統(tǒng)的交輸出烤端與曠輸入聽端不所存在殖反饋膏回路訓(xùn)，輸元出量轟對(duì)系做統(tǒng)的知控制暗作用洞不發(fā)郊生影帶響的雕系統(tǒng)貢。如經(jīng)工業(yè)看上使券用的數(shù)字哭程序墨控制穿機(jī)床：圖紙位移程序指令放大群器執(zhí)行機(jī)構(gòu)微型計(jì)算乘機(jī)切削恩刀具工作晨機(jī)床29M功率放大器電動(dòng)機(jī)負(fù)載電位器直流濱電動(dòng)肥機(jī)轉(zhuǎn)件速控逢制系弱統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滑臂位置功率放大器電位器30電風(fēng)巖扇的價(jià)控制電機(jī)（執(zhí)回行機(jī)飯構(gòu)）風(fēng)扇蠟葉片腿（籠控制半對(duì)象翼）開關(guān)繳或程圈序控夕制器控制慮電壓31開環(huán)猶控制摧的特咳點(diǎn)：（1）結(jié)萌構(gòu)簡(jiǎn)便單，剃成本蘆低，殺調(diào)整泉方便泰；（2）在丹系統(tǒng)額方框貧圖中單，作認(rèn)用信茄號(hào)是加單方秩向傳姐遞的（3）控評(píng)制器懂無法滅克服述擾動(dòng)尸，自旺動(dòng)修艇正偏板差；開環(huán)厲控制森適用擋于：輸入-輸出崗關(guān)系催已知謀，且賴系統(tǒng)孫不存栗在干更擾（穗或擾嘩動(dòng)微蜜弱）載的場(chǎng)金合。322．閉趨環(huán)控住制系迷統(tǒng)定義盡：系統(tǒng)愧中存汪在信鬧號(hào)的胳閉合穩(wěn)回路真，或瞇者輸領(lǐng)入端喝與輸筒出端采之間話存在脹反饋勿的系害統(tǒng)，賺稱為閉環(huán)玩控制也系統(tǒng)或反饋壩控制誕系統(tǒng)。測(cè)量話元件圖紙位移放大皇器執(zhí)行德機(jī)構(gòu)微型計(jì)算梢機(jī)切削吸刀具工作懸機(jī)床微型辱計(jì)算奴機(jī)控絮制機(jī)薯床（照閉環(huán)鑒系統(tǒng)例）33電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速給定位置功率放大器電位器+-負(fù)載擾動(dòng)測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)ufureuaM功率放大器電動(dòng)機(jī)負(fù)載電位器F測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)直流湖電動(dòng)鴿?rùn)C(jī)轉(zhuǎn)第速閉絕環(huán)控瞇制34閉環(huán)己控制驕的優(yōu)壤點(diǎn)：基于偏差的控鞭制，熄可以屈抑制逗任何獸內(nèi)、處外擾希動(dòng)對(duì)煙控制燒量的誤影響改，控貸制精登度較勒高。閉環(huán)逆控制抱的缺幻玉點(diǎn)：（1）結(jié)茄構(gòu)復(fù)朱雜，蘆成本煩較高舞；（2）只豆有在間偏差蹄出現(xiàn)手后才及產(chǎn)生撤控制蕉作用353．復(fù)畜合控貨制系被統(tǒng)復(fù)合善控制貸是閉嗽環(huán)控踏制和房誠(chéng)開環(huán)衡控制渾相結(jié)迷合的偽一種五方式氣。它憤是在渡閉環(huán)陽控制桶等基礙礎(chǔ)上反增加閥一個(gè)圈干擾霧信號(hào)懼的補(bǔ)錄償控送制，餓以提喬高控迅制系郵統(tǒng)的遼抗干頭擾能俯力?？刂破鞅豢貙?duì)象補(bǔ)償裝置輸入輸出+-+擾動(dòng)36增加暫干擾螺信號(hào)腸的補(bǔ)籃償控霧制作此用，裹可以鳥在干膊擾對(duì)梁被控饞量產(chǎn)駕生不箭利影僻響的聾同時(shí)午及時(shí)佛提供艇控制價(jià)作用鞭以抵恢消此紛不利唇影響環(huán)。純閉頓環(huán)控群制則稱要等殃待該稠不利叼影響?yīng)M反映谷到被路控信斧號(hào)之角后才略引起騎控制爛作用凝，對(duì)難干擾虛的反附應(yīng)較右慢。河兩者們的結(jié)芽合既爹能得佛到高女精度視控制爆，又控能提伙高抗種干擾臘能力殃。371.眠3.挖2按給游定信毫號(hào)分看類1、恒壩值控古制系青統(tǒng)輸入涉信號(hào)漏是一哈個(gè)恒鴉定的墳數(shù)值滋。恒遠(yuǎn)值控漂制系宵統(tǒng)主燥要研誤究各荷種干漆擾對(duì)潔系統(tǒng)賠輸出活的影慈響以博及如綢何克斷服這歉些干應(yīng)擾，崗把輸耕入、嗽輸出哲量盡辜量保畝持在蜻希望獻(xiàn)數(shù)值只上。歌（例山如：液位塵控制，電機(jī)真轉(zhuǎn)速該控制）c(t)尿=r(t)靜=co架ns稈t.2、程序自控制撒系統(tǒng)輸入蔬信號(hào)塘是一島個(gè)已觸知的懶時(shí)間址函數(shù)廳，系永統(tǒng)的士控制朋過程閃按預(yù)虧定的置程序淚進(jìn)行躺，要藥求被獵控量瓣能迅捧速準(zhǔn)腦確地漠復(fù)現(xiàn)絮。（麥例如胞：數(shù)控純機(jī)床晶加工半系統(tǒng)）恒值慮控制撫系統(tǒng)牌也可接看作粉是程溫序控穗制系從統(tǒng)的齊特例貝。c(t)貢=r(t)，r(t)為已翅知時(shí)騾間函勸數(shù)。383、隨另動(dòng)控邊制系晉統(tǒng)（林或稱勒伺服躺系統(tǒng)量）這類帝系統(tǒng)找的特渣點(diǎn)是透輸入妄信號(hào)方是一倆個(gè)未銳知函綁數(shù)，屬要求金輸出茫量跟閘隨給繩定量吳變化銀，也腔稱為齡跟蹤鑰控制場(chǎng)。(例如蘋：火炮窄自動(dòng)做跟蹤土系統(tǒng)，顯示煉記錄轉(zhuǎn)儀，跟蹤曉衛(wèi)星林的雷逃達(dá)天巡壽線控古制系疤統(tǒng)等）c(t)緞=r(t)，r(t)為未貍知時(shí)編間函邀數(shù)。391.陡3.容3按描憶述系衫統(tǒng)的暢數(shù)學(xué)淘模型稿分類1、線持性系額統(tǒng)由線葡性元逐件構(gòu)柴成的躁系統(tǒng)堡叫線臣性系錯(cuò)統(tǒng)。寫其運(yùn)科動(dòng)方盾程為撕線性堤微分廚方程蛇。若奶各項(xiàng)虎系數(shù)河為常純數(shù)，翼則稱切為線較性定養(yǎng)常系狡統(tǒng)。讓其運(yùn)胳動(dòng)方均程一己般形獎(jiǎng)式為:式中跌：u(t)辣—系統(tǒng)飼的輸假入量野；y(t)裹—系統(tǒng)碰的輸潛出量粉。主要雜特點(diǎn)襲：具渾有疊加柳性和齊次邊性，即音當(dāng)系漸統(tǒng)的種輸入古分別詳為r1(t)和r2(t)時(shí)，御對(duì)應(yīng)溪的輸逝出分壘別為c1(t)和c2(t)，則當(dāng)慨輸入甘為r(t)=a1r1(t)+a2r2(t)時(shí)，躲輸出拿量為c(t)=a1c1(t)+a2c2(t),其中掙為a1、a2為常影系數(shù)跌。402、非佳線性遭系統(tǒng)在構(gòu)挪成系飛統(tǒng)的棉環(huán)節(jié)錯(cuò)中有奇一個(gè)落或一禿個(gè)以具上的脖非線潮性環(huán)礎(chǔ)節(jié)時(shí)月，則鉛稱此醒系統(tǒng)壁為非線濫性系水統(tǒng)。典型竿的非僚線性排特性孕有飽瓦和特獨(dú)性、茶死區(qū)級(jí)特性度、間甲隙特性貼、繼稱電特溉性、導(dǎo)磁滯標(biāo)特性頸等。催如圖1-爬16所示門。非線殘性特刑性可切分為灘：非智本質(zhì)社非線膠性和哄本質(zhì)墨非線農(nóng)性兩肥大類規(guī)。41圖1-發(fā)16非線軌性元義件靜襲特性弟舉例42嚴(yán)格躁來說到，任浙何物豪理系憤統(tǒng)的徒特性扇都是墊非線居性的食。但為陪了研債究問否題的些方便癢，許辨多系跌統(tǒng)在糖一定尖的條貫件下盟，一殲定的鍬范圍牙內(nèi)，登可以攪近似情地看籍成為仿線性抓系統(tǒng)循來加挖以分蕉析研號(hào)究，泊其誤左差往蔥往在帆工業(yè)世生產(chǎn)僻允許冷的范下圍之美內(nèi)。非線俊性的布理論組研究巧遠(yuǎn)不南如線惕性系評(píng)統(tǒng)那柳么完蠶整和巨成熟繞，一街般只秩能近艱似的竭定性棗描述條和數(shù)則值計(jì)五算。431.跨3.巧4按信則號(hào)傳島遞的羅連續(xù)唇性劃蔥分1.連續(xù)飲系統(tǒng)系統(tǒng)底各部腰分的窗信號(hào)旬都是舅時(shí)間氣變量少的連裝續(xù)函初數(shù)時(shí)魯，稱北為連吸續(xù)系蹈統(tǒng)，低其運(yùn)抬動(dòng)狀器態(tài)或太特性內(nèi)一般禁能用微分態(tài)方程來描衫述。連續(xù)群系統(tǒng)沖中各潛元件勝傳輸娛的信謝息在草工程駁上稱死為模擬疊量，其貴輸入盞輸出浴一般院用r(t)和c(t)表示繭。采用渣常規(guī)歷控制途儀表儲(chǔ)的系魯統(tǒng)就針屬于采這一峰類型侮。r(t)

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0442.離散喚系統(tǒng)當(dāng)系威統(tǒng)中弊應(yīng)用相了數(shù)字盒計(jì)算陵機(jī)或數(shù)字箏控制每器時(shí)，邪系統(tǒng)咽的某莫處或秘幾處速的信異號(hào)以邪脈沖電序列矮或數(shù)但碼的沒形式捕傳遞衰，這練類系尖統(tǒng)稱爭(zhēng)為離套散系捆統(tǒng)。離散填系統(tǒng)妄的運(yùn)然動(dòng)狀梢態(tài)一水般用差分聲方程描述膀。實(shí)際麗物理竄系統(tǒng)謹(jǐn)中，團(tuán)往往使是控灰制上站的需危要，罩人為搏地將跳連續(xù)瓣信號(hào)愈離散蚊化，嚴(yán)我們尊稱其估為采樣。c(t)

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045輸出輸入+－A/而D計(jì)算去機(jī)D/蟲A放大縫器執(zhí)行嘩器被控對(duì)象反饋裝置圖1-賣19計(jì)算世機(jī)控隔制系犬統(tǒng)結(jié)達(dá)構(gòu)圖數(shù)字杏控制走器461.擇3.算5其它摧分類攤方法自動(dòng)適控制脹系統(tǒng)紅還有詢其他思的分預(yù)類方遲法:(1渴)按系碧統(tǒng)的惑輸入/輸出席信號(hào)紹的數(shù)繼量來斥分:有單濕輸入/單輸肯出系值統(tǒng)和邀多輸靈入/多輸完出系揮統(tǒng)。(2賊)按控傭制系描統(tǒng)的駱功能憂來分厭：有擦溫度近控制掩系統(tǒng)畜、速漆度控突制系鞋統(tǒng)、駐位置榜控制等系統(tǒng)噸等。(3給)按系懂統(tǒng)元度件組范成來恐分：腐有機(jī)朋電系遇統(tǒng)、姻液壓低系統(tǒng)悅、生田物系豈統(tǒng)。(4較)按不渠同的熊控制升理論趙分支叼設(shè)計(jì)某的新演型控閃制系糖統(tǒng)來稅分，限有最鳴優(yōu)控露制系氣統(tǒng)，螺自適浪應(yīng)控倦制系碎統(tǒng)，給預(yù)測(cè)把控制強(qiáng)系統(tǒng)恒，模堤糊控編制系販統(tǒng)，音神經(jīng)眾網(wǎng)絡(luò)肉控制俊系統(tǒng)災(zāi)等等呀。471.賭4自動(dòng)純控制加系統(tǒng)盟的基露本組大成一個(gè)柔典型狠的反舉饋控語制系蹤蝶統(tǒng)總嶼是由齡控制購對(duì)象鳳和各旋種結(jié)婆構(gòu)不焦同的專職能包元件歡組成菠的。侵除控使制對(duì)幅象外這，其鼓他各希部分傻可統(tǒng)踩稱為勇控制盆裝置記。輸出輸入放大元件+-測(cè)量變送元件給定元件執(zhí)行元件串聯(lián)校正元件+-對(duì)象反饋校正元件48給定胡元件：其職唯能是廳給出概與期錫望的四輸出椒相對(duì)吧應(yīng)的鄉(xiāng)豐系統(tǒng)撐輸入烏量，贈(zèng)是一肺類產(chǎn)蔬生系庸統(tǒng)控虎制指認(rèn)令的頑裝置區(qū)。測(cè)量屑元件：其職湯能是佩檢測(cè)縫被控?cái)U(kuò)量，充如果蒸測(cè)出評(píng)的物嫌理量較屬于進(jìn)非電拋量，掠大多夾情況柳下要技把它饒轉(zhuǎn)換春成電球量，鵲以便否利用假電的挎手段薄加以慨處理托。比較犬元件：其職而能是沸把測(cè)盆量元蓄件檢干測(cè)到顧的實(shí)駝際輸猾出值何與給策定元場(chǎng)件給俗出的球輸入嫩值進(jìn)苦行比代較，齊求出庫它們婆之間盡的偏撐差。49放大擾元件：其職半能是然將過氏于微羊弱的鳥偏差碎信號(hào)耀加以柳放大課，以子足夠名的功以率來珍推動(dòng)刑執(zhí)行眠機(jī)構(gòu)寒或被窗控對(duì)捕象。執(zhí)行亦元件：其職追能是籍直接孫推動(dòng)筑被控戴對(duì)象躁，使毛其被吧控量回發(fā)生汁變化凡。校正義元件：為改貼善或穿提高責(zé)系統(tǒng)句的性雹能，庫在系校統(tǒng)基應(yīng)本結(jié)壓構(gòu)基籠礎(chǔ)上輕附加垮參數(shù)散可靈曠活調(diào)喂整的泳元件統(tǒng)。工裁程上液稱為凱調(diào)節(jié)槳器。派常用賄串聯(lián)神或反股饋的屈方式躺連接財(cái)在系黎統(tǒng)中放。501.謠5對(duì)控塞制系么統(tǒng)的宇基本煉要求當(dāng)自它動(dòng)控且制系貿(mào)統(tǒng)受杰到干擾或者給定亞值變宏化時(shí)，竄被控餐量就期會(huì)發(fā)瞧生變火化，浙偏離榴給定逼值。牛通過脫系統(tǒng)望的自機(jī)動(dòng)控湖制作跡用，煙經(jīng)過否一定士的過渡斥過程，被災(zāi)控量裁又恢酒復(fù)到攝原來看的穩(wěn)棍定值住或者板穩(wěn)定滋到一兔個(gè)新給的給直定值位。被控條量在日變化棄過程朵中的舅過渡季過程煮稱為動(dòng)態(tài)過程（即文隨時(shí)扛間而智變的綢過程損），直被控防量處侄于平麥衡狀兆態(tài)稱族為靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)。51常見刷的被氣控量環(huán)變化努的動(dòng)兄態(tài)過領(lǐng)程有著以下挑幾種丟。(a虛)單調(diào)爛過程(b)衰減架振蕩犧過程(c)等幅漏振蕩兼過程(d)漸擴(kuò)樹振蕩阿過程過程貧控制碗系統(tǒng)吵中的余動(dòng)態(tài)甩過程事多屬柄于圖(b允)的情液況。52理想服情況：控傍制系鄉(xiāng)豐統(tǒng)的透動(dòng)態(tài)烈過程雪不僅雄要穩(wěn)兇定，摧并且前過渡媽過程蔥時(shí)間明（又聲稱調(diào)養(yǎng)整時(shí)同間）企越短熔越好席，振毅蕩幅債度越濟(jì)小越蒙好，虎衰減掙得越葵快越稍好。綜上首所述亦，對(duì)臭于一御個(gè)自漲動(dòng)控論制的名性能斥要求坐可以即概括邪為三祝方面神：穩(wěn)定懷性，數(shù)快速惹性和準(zhǔn)確喪性。(1趨)穩(wěn)辯定性乘。自貪動(dòng)控綠制系六統(tǒng)的產(chǎn)最基薯本的見要求評(píng)是系腳統(tǒng)必緒須是藥穩(wěn)定驢的，應(yīng)不穩(wěn)迷定的該控制微系統(tǒng)蟻是不圓能工螺作的戚。通常園要求賓系統(tǒng)節(jié)絕對(duì)瞞穩(wěn)定釣且有股一定器的穩(wěn)毅定裕揉量。1.數(shù)5.省1對(duì)系獲統(tǒng)的炎要求53(2保)快袖速性疾。在職系統(tǒng)敗穩(wěn)定男的前勒提下依，希田望控亮制過存程（山過渡碎過程騙）進(jìn)憑行得暈越快粗越好瓣，但約如果境要求付過渡庭過程癢時(shí)間碰很短辮，可搜能使敲動(dòng)態(tài)猶誤差匆（偏合差）畏過大跟。合尤理的撕設(shè)計(jì)道應(yīng)該書兼顧短這兩芹方面祥的要療求。(3瞎)準(zhǔn)筋確性斃。即面要求僅動(dòng)態(tài)寨誤差枯和穩(wěn)拋態(tài)誤乓差都圓越小劍越好暴。當(dāng)枝與快直速性戶有矛寇盾時(shí)竹，應(yīng)椒兼顧棗這兩摔方面迅的要話求。不同輕類型墨的系恒統(tǒng)，攏對(duì)這惑三方括面的帥指標(biāo)握要求刪有所牽不同合，如旺恒值扁系統(tǒng)護(hù)對(duì)穩(wěn)尊定性離和準(zhǔn)爆確性苗要求厲嚴(yán)格叉，隨縱動(dòng)系賴統(tǒng)對(duì)披快速目性要統(tǒng)求較碎高。541.鐘5.帳2控制辨系統(tǒng)是的分殲析和院設(shè)計(jì)系統(tǒng)朽分析秧與設(shè)沫計(jì)是倍自動(dòng)論控制守理論然中兩侵大類京型問猾題，伸是兩碌個(gè)互賽逆的傭研究獄過程啄。1.系統(tǒng)揚(yáng)分析①建立厭系統(tǒng)爭(zhēng)的數(shù)烘學(xué)模介型；②分析系統(tǒng)鞋的性醉能，包括制穩(wěn)態(tài)堆性能毀和動(dòng)粱態(tài)性纖能；③分析怖某個(gè)苦參數(shù)抗變化但時(shí)對(duì)叮上述終性能怨指標(biāo)墾的影走響，虎決定挎如何說合理免地選紹取等氧。2.系統(tǒng)基的設(shè)飛計(jì)系統(tǒng)擠設(shè)計(jì)準(zhǔn)的目專的，碧是要扯給出貞一個(gè)讓能夠夏實(shí)現(xiàn)撐所要陰求性搏能的校正慘裝置或控制瞇器。551.6自動(dòng)版控制陸理論準(zhǔn)的發(fā)平展概童況自動(dòng)軌控制或技術(shù)晚的進(jìn)繡步<=撈==拉=>自動(dòng)即控制趕理論淹的發(fā)斗展自動(dòng)發(fā)控制慶技術(shù)麥的萌靜芽：公元仆前30綱0年乞浮子站控制柄器嬌希腐臘人17稈88年偏離予心調(diào)倆速器慢瓦船特5657(一)經(jīng)典怪控制寧理論叔階段19世紀(jì)60年代礙期間是控摔制理眉論高姐速發(fā)濟(jì)展的貞時(shí)期受：18妹68年僅麥克磨斯韋胞爾（J.秧C.詳Ma杯xw窩el禽l）18頸77年販勞斯更（E.蝕J.蛛Ro綁ut種h）—代數(shù)藍(lán)穩(wěn)定角性判擦據(jù)18柱95年爽霍爾抖維茨嘆（A.聾Hu巴rw護(hù)it哀z）代數(shù)樂穩(wěn)定歌性判龜據(jù)18膨92年，創(chuàng)李雅街普諾坡夫（A.熟M.導(dǎo)Ly刺ap醋u(yù)n斯ov）—穩(wěn)定虛性定此義和旁分析5820世紀(jì)40年代末趨搶于成稱熟19亞27年墊布萊瘡克—負(fù)反茅饋19閥42年季齊格子勒（J.勵(lì)G.焰Zi央gl輝er）尼科蛾?duì)査管洠∟.鋸B.跑Ni怨ch然ol惜s）—P略ID整定耗法19度32年桃柰奎砍斯特暑（Ny投qu倘is士t）—頻域耗穩(wěn)定倉性判廁據(jù)19你40年柳波棒德(H.悟Bo板de)也—Bo敘de圖分磨析法19徹48年繼伊壺文斯棄（W.尚Ev腰an改s）—根軌棗跡法59總結(jié):經(jīng)典刮控制該理論貫以傳問遞函丸數(shù)作析為系飼統(tǒng)數(shù)津?qū)W模區(qū)型，冶采用扁復(fù)數(shù)殿域的外分析喂方法,并結(jié)惰合圖稻表進(jìn)渡行分跟析設(shè)脅計(jì)，笨比求牲解微湊分方樹程簡(jiǎn)比便。優(yōu)點(diǎn):可通乳過試開驗(yàn)方冠法建拌立數(shù)萌學(xué)模射型，清物理羅概念著清晰莫，得餡到廣途泛的咽工程費(fèi)應(yīng)用東。缺點(diǎn):只適范應(yīng)單誼變量保線性挪定常刪系統(tǒng)菊，對(duì)棒系統(tǒng)查內(nèi)部娛狀態(tài)猶缺少爪了解塌，且拘復(fù)數(shù)鋼域方竿法研脹究時(shí)其域特聚性，檔得不租到精名確的引結(jié)果唱。60(二)現(xiàn)代私控制膏理論注階段19灘57年繳貝爾大曼(R乒.B忘el異lm嫌an叛)倦—?jiǎng)討B(tài)臂規(guī)劃19院60年閑龐駐特里給雅金(L.督S.內(nèi)Po險(xiǎn)nt偏ry妙ag跨in)?！獦O大訊值原塊理19忌60年流卡爾浴曼（R.赤E.秩Ka號(hào)lm餓an）—卡爾勺曼濾遵波器狀態(tài)害空間茫方法稅屬于時(shí)域方法判，其涌核心霞是最嶺優(yōu)化祖技術(shù)嬸。它酬以狀態(tài)亭空間與表達(dá)既式（實(shí)摧質(zhì)上笑是一禮階微雕分或滅差分款方程綿組）罪作為塑數(shù)學(xué)滿模型樣，利狀用計(jì)算玻機(jī)作為景系統(tǒng)朱建模蜓分析資、設(shè)還計(jì)乃振至控隸制的帶手段膊，適脫應(yīng)于才多變脾量、盒非線謝性、鐮時(shí)變你系統(tǒng)存。6120世紀(jì)70年代珠開始很，出罪現(xiàn)了免一些新的談控制去方法和肯理論，例爭(zhēng)如（1）現(xiàn)冤代頻搏域方行法，慢該方扣法以節(jié)傳遞昏函數(shù)遺矩陣挺為數(shù)亮學(xué)模較型，縮慧研究啊線性羞、定裕常、鉗多變零量系扇統(tǒng)；（2）自枯適應(yīng)例控制聾理論配和方璃法，詢?cè)摲竭€法以斷系統(tǒng)芒辨識(shí)垂和參忽數(shù)估撇計(jì)為恒基礎(chǔ)至，處雹理被驢控對(duì)熟象不購確定境和緩論時(shí)變辭，在幅實(shí)時(shí)博辨識(shí)興基礎(chǔ)累上在鑒線確京定最噴優(yōu)控手制規(guī)杯律；（3）魯磨棒控石制方床法，紡該方其法在拐保證鍛系統(tǒng)漂穩(wěn)定長(zhǎng)性和刃其它凈性能蠢基礎(chǔ)只上，奏設(shè)計(jì)些不變箏的魯止棒控眉制器秒，以渣處理奶數(shù)學(xué)嬸模型蒸的不廳確定攻性；(三)大系聽統(tǒng)控飯制理痛論階察段62（4）預(yù)兔測(cè)控岔制，榜該方年法為籃一種剩計(jì)算資機(jī)控藏制算尚法，農(nóng)在預(yù)華測(cè)模豆型的絮基礎(chǔ)摸上采脂用滾捆動(dòng)優(yōu)雹化和夸反饋律校正漿，可搜以處驚理多付變量障系統(tǒng)段。隨著舍控制叔理論費(fèi)應(yīng)用循范圍狼的擴(kuò)抖大，打人們?cè)镩_始粘了對(duì)駱大系尖統(tǒng)理攀論的糟研究丙。大系把統(tǒng)理負(fù)論是過鼠程控?cái)持婆c宿信息乖處理依相結(jié)梳合的敏綜合可自動(dòng)猶化理懲論基叉礎(chǔ)，盼是動(dòng)榮態(tài)的揉系統(tǒng)纏工程渴理論限，具款有規(guī)肥模龐挑大、來結(jié)構(gòu)繞復(fù)雜瘦、功藏能綜擋合、尺