控制理論 緒論

控制理論ControlTheory姚維浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院課程的任務(wù)根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，定性分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)誤差。為此，需先建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，然后依據(jù)所建立模型的形式，分別采用時(shí)域法、根軌跡法和頻域法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。

根據(jù)所給的控制任務(wù)或系統(tǒng)性能的要求，合理設(shè)計(jì)一個(gè)控制裝置，并確定其結(jié)構(gòu)和參數(shù)。利用計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)手段，運(yùn)用MATLAB工具，對(duì)反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。參考書

緒方勝彥，現(xiàn)代控制工程（第四版），電子工業(yè)出版社

顏文俊等，控制理論CAI教程（第二版），科學(xué)出版社

鄒伯敏，自動(dòng)控制理論（第三版），機(jī)械工業(yè)出版社第一章緒論

自動(dòng)控制就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置（控制器）使被控對(duì)象（如生產(chǎn)過程中的速度、溫度，電力系統(tǒng)中電壓、電流、功率等物理量）自動(dòng)地依照預(yù)定的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)動(dòng)（變化）。

這種能對(duì)被控對(duì)象的工作狀態(tài)進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱為自動(dòng)控制系統(tǒng)，它一般由控制裝置和被控對(duì)象組成。

自動(dòng)控制理論是對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的一般性理論。JamesWatt的飛錘調(diào)速器

1788年，JamesWatt為控制蒸汽機(jī)速度而設(shè)計(jì)的飛錘調(diào)速器，是反饋控制系統(tǒng)的最早工程應(yīng)用。工廠自動(dòng)化

工廠自動(dòng)化包括生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、生產(chǎn)過程、管理過程等的自動(dòng)化。通常由數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工中心、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)傳送線、無人運(yùn)輸車、自動(dòng)化倉庫及計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心等構(gòu)成自動(dòng)化生產(chǎn)線或自動(dòng)化工廠。管理過程自動(dòng)化一般包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、人事、技術(shù)與設(shè)備等的自動(dòng)化管理。

電廠自動(dòng)化火電廠利用化石燃料釋放出來的熱能發(fā)電，以蒸汽動(dòng)力發(fā)電為主，也有少量采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠的主要?jiǎng)恿υO(shè)備有鍋爐、汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)及輔助設(shè)備?；痣姀S自動(dòng)化是一門綜合技術(shù)，具有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、順序控制、連續(xù)控制、管理和信息處理等功能?；痣姀S自動(dòng)化火電廠基本組成水電騰廠自真動(dòng)化水電飄廠需挽要控制惡水輪脂機(jī)、維調(diào)速陶器以旅及水騾輪發(fā)置電機(jī)根勵(lì)磁多裝置儉等，禍水電私自動(dòng)艦化系請(qǐng)統(tǒng)可急自動(dòng)傷地對(duì)愿水電犧廠進(jìn)秒行監(jiān)排視、堆控制狠、調(diào)好節(jié)和蝴管理棒，以區(qū)提高盡水電密廠運(yùn)糕行的茫安全顫性、赤經(jīng)濟(jì)潛性、彈勞動(dòng)干生產(chǎn)銹率和屬供電啊質(zhì)量芽。水電界廠自忍動(dòng)化可分認(rèn)為單餃機(jī)自鍬動(dòng)化寶（包絞括水磚輪發(fā)吹電機(jī)窗組自規(guī)動(dòng)控皇制、始水輪具機(jī)調(diào)愛速和線水輪敞發(fā)電害機(jī)勵(lì)蛛磁調(diào)蝴節(jié)的榨自動(dòng)覽控制榜）、我公用丘設(shè)備抵自動(dòng)兩化、毯全廠給綜合減自動(dòng)招化（卵包括峰水電期廠自佳動(dòng)發(fā)負(fù)電控熟制、騎水電褲廠自配動(dòng)電侍壓控勵(lì)制、止水電釣站計(jì)午算機(jī)匠監(jiān)控密系統(tǒng)橡）和嫂梯級(jí)跳水電夾站綜悠合自盯動(dòng)化窯。水電煎廠自雄動(dòng)化變電喘站自懂動(dòng)化變電莊站的作用較是變?nèi)蹞Q電戴壓、尋接受洲和分效配電述能、糾控制泥電力擇流向花等，陽主要請(qǐng)通過鳴變壓庭器將呢各級(jí)禍電壓鹽的電株網(wǎng)聯(lián)報(bào)系起趟來。隨著戀微機(jī)監(jiān)控港監(jiān)測(cè)兇技術(shù)推開始查引入放變電恥站，影變電辣站正訂在向掛綜合岡自動(dòng)驚化方托向發(fā)極展，資我國纏已實(shí)蹲現(xiàn)了輝變電齒站的普遠(yuǎn)程芬監(jiān)控督、遠(yuǎn)且動(dòng)和察繼電塊保護(hù)保微機(jī)盤化，竟同時(shí)帖大力恰推廣訂無人仰值班內(nèi)變電低站。無人汁值班變電鼻站將能會(huì)使輪變電奪站綜脈合自象動(dòng)化模程度吩推向惱一個(gè)塌更高兼的階戲段，腸其功榨能包烈括變議電站軍的遠(yuǎn)旱動(dòng)、柜繼電辰保護(hù)主、遠(yuǎn)脅方開棗關(guān)操膛作、矩自動(dòng)和測(cè)量叛、故概障和葡事故榨的自盾動(dòng)記川錄以昨及運(yùn)村行參哥數(shù)自野動(dòng)打姜印等框功能虎。變電摩站內(nèi)辮部變電罰站外卡部家庭圖自動(dòng)矮化指家誼庭生活紀(jì)服務(wù)暑或家妄庭信集息服麻務(wù)的消自動(dòng)迎化，北如空劍調(diào)、塌洗衣冰機(jī)、擾照明尋控制前系統(tǒng)捉、自抬動(dòng)烹怖調(diào)裝乎置、浸防盜李系統(tǒng)脾、自視動(dòng)抄悉表系支統(tǒng)、濱計(jì)算禮機(jī)網(wǎng)尊絡(luò)等隔。高層破次的家西庭自綠動(dòng)化絹利用觸中央敬微處街理機(jī)網(wǎng)及網(wǎng)童絡(luò)統(tǒng)植一管榜理和慚控制縣所有恥的家贏電設(shè)廣備，落既可虜以在艦家里俘通過墾鍵盤砌、觸析摸式丙屏幕再、按甚鈕等擾設(shè)備姻將指悶令發(fā)計(jì)送至壁中央踐微處句理機(jī)欲，也鴉可以肢在外鍋面通麻過電鐵話、千手機(jī)吹或互與聯(lián)網(wǎng)生發(fā)出謝指令粱，獲難取工時(shí)作狀嫂態(tài)的巖信息蓮，接來受提辮示或怎報(bào)警待等。家庭智自動(dòng)示化樓宇受自動(dòng)織化對(duì)建哥筑物儀中所鍛有能村源、纏機(jī)電劈燕、消果防、堅(jiān)安全蹄保護(hù)囑設(shè)施蒜等實(shí)聞行高淹度自弟動(dòng)化蘋和智扇能化菠的統(tǒng)霜一管地理，再以創(chuàng)鵲造出蟲了一請(qǐng)個(gè)有密適宜桐溫度病、濕灣度、林亮度尺、空憑氣清船新、婆節(jié)能餃高效脖、舒盾適安插全和浴方便播快捷典的工封作或崖生活形環(huán)境沿。包含萌的子藝系統(tǒng)鎖：空還調(diào)與彎通風(fēng)用監(jiān)控娛系統(tǒng)伴、給鹿排水布監(jiān)控耀系統(tǒng)盒、照駁明監(jiān)喬控系握統(tǒng)、野電力兩供應(yīng)幣監(jiān)控全系統(tǒng)拌、電碼梯運(yùn)澡行監(jiān)撫控系潮統(tǒng)、榆綜合典防盜扔保安籠系統(tǒng)停、消壩防監(jiān)總控系拼統(tǒng)、突停車貪場(chǎng)監(jiān)脖控系脆統(tǒng)等貌。樓宇乖自動(dòng)寧化交通繁自動(dòng)落化綜合吸運(yùn)用巨計(jì)算逃機(jī)、須通信傳、檢呆測(cè)、深自動(dòng)趨控制名等先話進(jìn)技柿術(shù)，連以實(shí)卷現(xiàn)對(duì)盾交通注運(yùn)輸茄系統(tǒng)教的自聾動(dòng)化潛管理房誠和控粘制。目標(biāo)協(xié)是安分全、滴快捷毅、舒勢(shì)適、厭準(zhǔn)點(diǎn)娃和經(jīng)秀濟(jì)。主要久內(nèi)容洋有交計(jì)通狀炎況的萌監(jiān)控受與管糊理、綢交通塑信息同的提廳供與已服務(wù)寫、運(yùn)醋輸系蒜統(tǒng)的謊最優(yōu)茄化運(yùn)扎行與稈控制棚等。交通岔自動(dòng)款化正吼在走肢向智女能化缺、信挨息化抹和綜語合自寒動(dòng)化暴，如斃紅綠玻燈自蓋動(dòng)優(yōu)頭化配宋時(shí)、毫全球跟衛(wèi)星杯定位離系統(tǒng)身、地估理信咽息系驢統(tǒng)及譽(yù)綜合鍬監(jiān)控京系統(tǒng)撒等正塊迅速豈推廣補(bǔ)普及怨。城市旬智能譽(yù)交通壁綜合陳管理覽系統(tǒng)軍事妹自動(dòng)匹化軍事規(guī)自動(dòng)躍化的核睡心是競(jìng)武器奧裝備級(jí)的自掌動(dòng)化呈和軍英事指馬揮的鬧自動(dòng)夠化。傳統(tǒng)澡的機(jī)項(xiàng)械化誼戰(zhàn)爭手正發(fā)鉛展為接信息循化和香自動(dòng)桂化戰(zhàn)似爭，勞誰勝邀誰負(fù)下主要單取決濱于信秒息化魄和自瘋動(dòng)化德水平程的高邁低，盡誰能氏夠更鏈快、剩更準(zhǔn)叨確的舌獲取侍信息截，并斗在最項(xiàng)短的巡壽時(shí)間淺里完康成分誕析和牢決策嬌，以綿最快守的方引式實(shí)并施盡慘可能課精確爬的打助擊，應(yīng)誰就矩掌握坦了戰(zhàn)和爭的定主動(dòng)坊權(quán)。作戰(zhàn)售機(jī)器局人、菠無人僚飛機(jī)副、無帶人潛田艇等梢各種耳智能像型武判器系絹統(tǒng)不旺斷涌崇現(xiàn)，困未來脆的戰(zhàn)袖爭將貧是智塑能機(jī)抄器與服智能飛機(jī)器妻的較猴量，側(cè)比的泉是自呀動(dòng)化鄉(xiāng)豐水平董的高樂低和劈燕計(jì)算帽機(jī)、尊通訊和、檢產(chǎn)測(cè)、狐控制褲等信鹿息技魯術(shù)的忘優(yōu)劣。海陸舊空天巨一體逆的指侮揮體潑系農(nóng)業(yè)悉自動(dòng)驗(yàn)化農(nóng)業(yè)襯現(xiàn)代鞭化的重歐要標(biāo)劈燕志：園大量槐應(yīng)用素自動(dòng)位化技修術(shù)和怨現(xiàn)代棟信息聰技術(shù)厲?！熬簻?zhǔn)農(nóng)幕業(yè)”編的概線念：逮根據(jù)王土壤梅肥力嗽、墑?wù)魄椤⑾壝缜樵\、雜良草、糕病蟲臨害等構(gòu)信息蕩，自含動(dòng)地弊進(jìn)行敬精確蹦或精亡準(zhǔn)的材耕作歪、播嗓種、米施肥堵、灌剩溉、活除草方、噴什灑農(nóng)向藥、胖收割獻(xiàn)等作紫業(yè)，寇從而意達(dá)到發(fā)省力補(bǔ)、高算效、家安全拾、節(jié)樣省資賓源和匹保護(hù)渾生態(tài)碌的目駁的。自動(dòng)院化噴假灌系燃統(tǒng)溫室誼立體乞栽培農(nóng)業(yè)吧自動(dòng)緊化第一吊節(jié)們自寬動(dòng)控滋制理辰論的你發(fā)展曠綜述古埃披及的稿水鐘缺控制濱和中寶國漢堵代的銹指南嚷車控挨制。水鐘指南參車沙漏自動(dòng)陸控制夢(mèng)理論漢的發(fā)污展綜糧述17教88劍年Ja栗me串s吐Wa瓜tt設(shè)計(jì)槐了飛底錘調(diào)臣速器炒，Ma理xw串el君l、奧Ro狂ut酒h和Hu釘rw側(cè)it頑z等人窗開始忽對(duì)系偏統(tǒng)穩(wěn)屈定性籍進(jìn)行型研究疾，發(fā)鴨表了姨論文頌“論竄調(diào)速潤器”辱，1逐89出2年Ly愉ap硬un貧ov的博印士論扇文“嬌論運(yùn)讀動(dòng)穩(wěn)羅定性賢的一腳般問儉題”渠，提咬出了Ly犯ap五un桐ov穩(wěn)定紗理論砍，2復(fù)0世蹤蝶紀(jì)1嫩0年胖代提居出了PI匆D控制良規(guī)律皆。20世紀(jì)維20里年代者，電繡子管派反饋惠放大使器誕潛生，Ny哀qu漁is互t和Bo認(rèn)de在通信浮研究爐基礎(chǔ)腎上建世立了頻域級(jí)分析法，奇19暈42意年Ha急rr顏is提出郵了傳折遞函曠數(shù)概版念，菠構(gòu)成該了頻截域分壞析的棟理論刺基礎(chǔ)，19圍46忙年Ev扛en企s提出了根軌恭跡分綢析法。自動(dòng)芬控制則理論援的發(fā)手展綜闖述Po濁nt亦ry蛙ag喚in于1撓95突6年框提出金的極及大值度原理土、Be旁ll巖ma呈n的動(dòng)修態(tài)規(guī)所劃和Ka臘lm惡an的狀辱態(tài)空久間分蘇析方法開創(chuàng)愿了控壟制理舌論研究的址新時(shí)情代－舊現(xiàn)代真控制趟理論手。19松45年貝撕塔朗棟菲《關(guān)于齒一般涌系統(tǒng)畫論》、19逝48年維跨納《控顆制論斃》（Cy柜be爛rn迷et券ic柱s，在動(dòng)坐物和握機(jī)器巾中控圍制與串通信騰的科綠學(xué)）與循香農(nóng)許《通糖信的省數(shù)學(xué)伶理論乎》、19閣50年莫術(shù)爾斯悄《運(yùn)久籌學(xué)蛋方法紡》以需及19什45年馮嚼－諾鴿意曼澡提出勿的現(xiàn)判代計(jì)來算機(jī)互體系鄰結(jié)構(gòu)加先后怕問世鄭。19前54魯年錢輸學(xué)森陳發(fā)表烈了著襪名的賊《工績程控根制論漫》，《控脖制論刪》與竹《工丑程控?cái)⒅普摾ā返臅r(shí)問世民推動(dòng)鋤了學(xué)竭科發(fā)虹展。第二訂節(jié)砌自棕動(dòng)控批制系泄統(tǒng)的扎結(jié)構(gòu)開環(huán)吹控制耗系統(tǒng)開環(huán)芹控制甚系統(tǒng)窗是最油簡單導(dǎo)的控及制方完式，帳在控居制器臨和被太控對(duì)鐘象之?dāng)R間只匙有正冠向控每制作闊用而鑄沒有滿反饋升控制渣作用琴，系膊統(tǒng)輸砍出量胞不會(huì)跳對(duì)控標(biāo)制器刺產(chǎn)生糧任何猴影響傘。系統(tǒng)躍結(jié)構(gòu)祖簡單努，成優(yōu)本低瘡，容肅易控像制，厘但控槽制精條度較險(xiǎn)低，亡一般縣適用妻于干晉擾不交強(qiáng)或機(jī)可測(cè)房誠，控章制精籍度要狹求不揭高的息場(chǎng)合幸。貯槽糖液位啞控制剖系統(tǒng)

根據(jù)液位高度及閥

在單位時(shí)間內(nèi)液體的流出量，來整定閥的開啟程度，以達(dá)到預(yù)定的控制目的。

轉(zhuǎn)臺(tái)水速度愉控制范系統(tǒng)閉環(huán)盛控制響系統(tǒng)哪的提攀出如何常調(diào)節(jié)移液位閉環(huán)左控制問系統(tǒng)與開春環(huán)控猾制系冰統(tǒng)相淚比較涌，閉鵲環(huán)控蜂制系桑統(tǒng)的掀最大春特點(diǎn)嘉是能偵檢測(cè)童偏差具，糾半正偏熱差。疤由于戴增加鴉了反景饋通芬道，徑系統(tǒng)慰的控哥制精漁度得潛到了怠提高替，可懂較好垂抑制申系統(tǒng)攝各環(huán)潑節(jié)中愁可能稻存在鵝的擾鑼動(dòng)和謊由于憐器件勢(shì)的老怖化而伏引起荷的結(jié)握構(gòu)和爛參數(shù)君的不福穩(wěn)定賠，改異善系脆統(tǒng)的西動(dòng)