自動(dòng)化控制原理-第1章緒論

1、自動(dòng)控制原理 長沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院自動(dòng)化系 李茂軍,2020年10月5日11時(shí)9分,1,課程性質(zhì),電氣與信息類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，自動(dòng)化專業(yè)主干專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講述自動(dòng)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本理論和方法。 自動(dòng)控制理論可分為古典控制理論、現(xiàn)代控制理論、智能控制理論等，自動(dòng)控制原理主要講授古典控制理論。 古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)的分析和設(shè)計(jì)問題。,2020年10月5日11時(shí)9分,2,課程性質(zhì),現(xiàn)代控制理論以狀態(tài)空間模型為基礎(chǔ)，研究多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問題。 智能控制理論涉及人工智能、自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)論、信息論等，體現(xiàn)

2、了人的控制策略和控制思想，擁有受控對象及環(huán)境的相關(guān)知識以及運(yùn)用這些知識的能力，能在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行綜合分析、判斷和決策，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的控制。,2020年10月5日11時(shí)9分,3,本章內(nèi)容,1.1 什么是自動(dòng)化? 1.2 自動(dòng)化的作用 1.3 自動(dòng)化的過去、現(xiàn)在和將來 1.4 自動(dòng)控制方式 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)分類 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)性能要求 1.7 典型輸入信號,2020年10月5日11時(shí)9分,4,自動(dòng)化是利用機(jī)器、設(shè)備或裝置代替人或幫助人自動(dòng)地完成某個(gè)任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)某個(gè)過程。,1.1 什么是自動(dòng)化?,自動(dòng)化是在沒有人的直接參與下，利用各種技術(shù)手段，通過自動(dòng)檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，使

3、機(jī)器、設(shè)備等按照預(yù)定的規(guī)律自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，或使生產(chǎn)過程、管理過程、設(shè)計(jì)過程等按照人的要求自動(dòng)地完成。,2020年10月5日11時(shí)9分,5,自動(dòng)控制與自動(dòng)化的關(guān)系和區(qū)別： 自動(dòng)化是指機(jī)器或裝置在無人干預(yù)的情況下按預(yù)定的程序或指令自動(dòng)地運(yùn)行。 自動(dòng)控制是關(guān)于受控系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和運(yùn)行的理論和技術(shù)。,自動(dòng)化就是無須人的直接參與，通過控制裝置去自動(dòng)操縱機(jī)器、設(shè)備等，使其按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，完成要求的任務(wù)。,2020年10月5日11時(shí)9分,6,自動(dòng)化與自動(dòng)控制的關(guān)系和區(qū)別：,兩者既有聯(lián)系，但也有一定的區(qū)別。 自動(dòng)化主要研究的是人造系統(tǒng)的控制問題，自動(dòng)控制則除了上述研究外，還研究社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生物

4、、環(huán)境等非人造系統(tǒng)的控制問題。例如生物控制、經(jīng)濟(jì)控制、社會(huì)控制及人口控制等，顯然這些都不能歸入自動(dòng)化的研究領(lǐng)域。不過人們提到自動(dòng)控制，通常是指工程系統(tǒng)的控制，在這個(gè)意義上自動(dòng)化和自動(dòng)控制是一樣的。,2020年10月5日11時(shí)9分,7,自動(dòng)化系統(tǒng)舉例,空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)房間溫度： 以取暖為例，空調(diào)通過溫度傳感器檢測房間的溫度高低，空調(diào)控制器將檢測的溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，若溫度低于設(shè)定值的下限，則使壓縮機(jī)運(yùn)行，溫度上升，溫度上升到設(shè)定值的上限時(shí)則停止運(yùn)行。,空調(diào)運(yùn)行基于反饋信息（溫度測量值），屬于 “反饋控制”。反饋控制系統(tǒng)是最為常見的控制系統(tǒng)。,2020年10月5日11時(shí)9分,8,全自動(dòng)洗衣機(jī)：,按照

5、設(shè)定的程序自動(dòng)完成洗衣任務(wù)。這是另一種典型的自動(dòng)控制方式程序控制。 可以檢測出洗衣量的多少、臟的程度、衣料的質(zhì)地等，并根據(jù)這些信息自動(dòng)進(jìn)行分析計(jì)算，決定洗滌劑用量、水位高低、洗衣時(shí)間等，從而實(shí)現(xiàn)“智能型”的全自動(dòng)洗衣。,2020年10月5日11時(shí)9分,9,數(shù)控機(jī)床和數(shù)控加工中心： 自動(dòng)完成零部件的加工,數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，相當(dāng)于給機(jī)床添加了“大腦”和“感覺器官”，賦予了“智慧” 。 數(shù)控加工中心帶有刀具庫和自動(dòng)換刀裝置的多功能數(shù)控機(jī)床，能自動(dòng)完成多種工序和復(fù)雜形狀的產(chǎn)品加工。,一種數(shù)控加工中心,2020年10月5日11時(shí)9分,10,戰(zhàn)機(jī)對目標(biāo)的自動(dòng)攻擊：,現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)在攻擊目標(biāo)時(shí)，可

6、以在幾十甚至幾百公里以外將導(dǎo)彈發(fā)射出去。先進(jìn)的導(dǎo)彈可以做到“發(fā)射后不管”，即在發(fā)射后能夠自動(dòng)搜尋、跟蹤和擊毀目標(biāo)，是一種高度自動(dòng)化的攻擊方式。,2020年10月5日11時(shí)9分,11,2020年10月5日11時(shí)9分,12,機(jī)器人,2020年10月5日11時(shí)9分,13,2020年10月5日11時(shí)9分,14,2020年10月5日11時(shí)9分,15,2020年10月5日11時(shí)9分,16,2020年10月5日11時(shí)9分,17,2020年10月5日11時(shí)9分,18,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2020年10月5日11時(shí)9分,20,電力主要來源于水電、火電和核電，其他如太陽能、風(fēng)能、海洋能、生物能等產(chǎn)生的電力目前還只能是

7、一種補(bǔ)充。 電力系統(tǒng)包含發(fā)電、輸電、變電、配電等多個(gè)環(huán)節(jié)，而且地域分布廣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。 電力系統(tǒng)自動(dòng)化是采用各種具有自動(dòng)檢測、決策和控制功能的裝置，對電力系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)監(jiān)視、調(diào)節(jié)、控制和管理，保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和傳輸合格的電能質(zhì)量。,2020年10月5日11時(shí)9分,21,電力系統(tǒng)復(fù)雜而龐大，在電力系統(tǒng)中任何一點(diǎn)發(fā)生的故障，都會(huì)在瞬間影響和波及全系統(tǒng)，往往引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，造成大面積停電，因此電力系統(tǒng)要求進(jìn)行快速的自動(dòng)控制。 被控參數(shù)很多，包括頻率、電壓、有功和無功功率、功率平衡等，監(jiān)視和控制成千上萬個(gè)運(yùn)行參數(shù)必須依靠自動(dòng)化。

8、,2020年10月5日11時(shí)9分,22,存在各種干擾，包括系統(tǒng)故障等，系統(tǒng)故障有時(shí)會(huì)使電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定，造成災(zāi)難性后果，因此如何控制才能保證穩(wěn)定，或出現(xiàn)不穩(wěn)定后怎樣恢復(fù)穩(wěn)定，已成為電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重大課題之一。 正是由于采用了自動(dòng)監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)，才使得電力系統(tǒng)的規(guī)模能不斷擴(kuò)大。 要保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，單靠運(yùn)行值班人員進(jìn)行人工監(jiān)視和操作是無法實(shí)現(xiàn)的，必須依靠自動(dòng)化裝置和設(shè)備。 安全供電、保證良好的電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營都需要自動(dòng)化。,2020年10月5日11時(shí)9分,23,按電力系統(tǒng)運(yùn)行管理，可將電力系統(tǒng)自動(dòng)化分為調(diào)度自動(dòng)化、發(fā)電廠自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化； 調(diào)度自動(dòng)化又可分為輸電調(diào)度、

9、配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化；發(fā)電廠自動(dòng)化又分為火電、水電、核電等； 從電力系統(tǒng)自動(dòng)控制的角度，可以將電力系統(tǒng)自動(dòng)化分為電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制、電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動(dòng)控制等。,2020年10月5日11時(shí)9分,24,三峽水電站外觀,2020年10月5日11時(shí)9分,25,2020年10月5日11時(shí)9分,26,三峽電站控制室,2020年10月5日11時(shí)9分,27,三峽電站控制設(shè)備,發(fā)電機(jī)組單元控制室及調(diào)速器,發(fā)電機(jī)組變壓設(shè)備,發(fā)電機(jī)組廠房,2020年10月5日11時(shí)9分,28,三峽電站水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)吊裝,2020年10月5日11時(shí)9分,29,1.2 自動(dòng)化的作用,自動(dòng)化使我們的生活與工作更加方便、高

10、效、省心、省力。 自動(dòng)化使生產(chǎn)過程的效率更高、成本更低、產(chǎn)品質(zhì)量更好、競爭力更強(qiáng)、對環(huán)境的影響和沖擊更小、并顯著地降低能源和原材料消耗。 自動(dòng)化使我們能夠做很多我們以前無法做的事情，如通過載人航天器翱翔太空、 借助無人潛水器探測深海，利用機(jī)器人處理危險(xiǎn)品、爆炸物、核廢料，利用人造衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球通信等。,2020年10月5日11時(shí)9分,30,早期的自動(dòng)化使人類從體力上獲得了解放，現(xiàn)代的自動(dòng)化則已發(fā)展為綜合自動(dòng)化，可以自動(dòng)完成分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、優(yōu)化、協(xié)調(diào)、決策等，從而使人不僅從體力上，也從腦力上獲得了很大程度的解放。 自動(dòng)化廣泛應(yīng)用于工業(yè)農(nóng)業(yè)交通、國防商業(yè)醫(yī)療航空航天、服務(wù)和家庭等各個(gè)領(lǐng)域。,202

11、0年10月5日11時(shí)9分,31,自動(dòng)化的常見應(yīng)用類型,工廠自動(dòng)化（Factory Automation） 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)備等的綜合自動(dòng)化管理。,2020年10月5日11時(shí)9分,32,發(fā)展趨勢：“管控一體化”或“綜合自動(dòng)化”,生產(chǎn)自動(dòng)化與管理自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合稱為“管控一體化”或“綜合自動(dòng)化” ，可以實(shí)現(xiàn)從需求分析、產(chǎn)品預(yù)訂、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)到

12、銷售、用戶信息反饋及售后服務(wù)等全方位自動(dòng)化，從而最快速地對市場作出反應(yīng)，最大限度地滿足客戶需求、提高生產(chǎn)效率、確保產(chǎn)品質(zhì)量、減少原材料和能源消耗。,2020年10月5日11時(shí)9分,33,“管控一體化”系統(tǒng)示意圖,2020年10月5日11時(shí)9分,34,辦公自動(dòng)化（Office Automation，簡稱OA ）,利用計(jì)算機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、電話機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、配套軟件等各種現(xiàn)代化辦公設(shè)備和先進(jìn)的通信技術(shù)，高效率地從事辦公業(yè)務(wù)，廣泛、全面、迅速地收集、整理、加工、存儲(chǔ)和使用各種信息，為科學(xué)管理和決策服務(wù)。,2020年10月5日11時(shí)9分,35,家庭自動(dòng)化（Home Automation）,指

13、家庭生活服務(wù)或家庭信息服務(wù)的自動(dòng)化，如空調(diào)、洗衣機(jī)、照明控制系統(tǒng)、自動(dòng)烹調(diào)裝置、防盜系統(tǒng)、自動(dòng)抄表系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。 高層次的家庭自動(dòng)化利用中央微處理機(jī)及網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理和控制所有的家電設(shè)備，既可以在家里通過鍵盤、觸摸式屏幕、按鈕等設(shè)備將指令發(fā)送至中央微處理器，也可以在外面通過電話或互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出指令，獲取工作狀態(tài)的信息，接受提示或報(bào)警等。,2020年10月5日11時(shí)9分,36,家庭自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖,2020年10月5日11時(shí)9分,37,樓宇自動(dòng)化（Building Automation）,對建筑物中所有能源、機(jī)電、消防、安全保護(hù)設(shè)施等實(shí)行自動(dòng)化和智能化的統(tǒng)一管理，以創(chuàng)造出了一個(gè)有適宜溫度、濕度、亮

14、度、空氣清新、高效節(jié)能、安全舒適和方便快捷的工作或生活環(huán)境。 包含的子系統(tǒng)：空調(diào)與通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、電力供應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)、電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、綜合防盜保安系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、停車場監(jiān)控系統(tǒng)等。,2020年10月5日11時(shí)9分,38,樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖,2020年10月5日11時(shí)9分,39,交通自動(dòng)化（Traffic Automation）,綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、通信、檢測、自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對交通運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化管理和控制。 目標(biāo)是安全、快捷、舒適、準(zhǔn)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)。 主要內(nèi)容有交通狀況的監(jiān)控與管理、交通信息的提供與服務(wù)、運(yùn)輸系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行與控制等。 交通自動(dòng)化正在走向智能化

15、、信息化和綜合自動(dòng)化，如紅綠燈自動(dòng)優(yōu)化配時(shí)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)及綜合監(jiān)控系統(tǒng)等。,2020年10月5日11時(shí)9分,40,城市智能交通綜合管理系統(tǒng)示意圖,2020年10月5日11時(shí)9分,41,軍事自動(dòng)化（Military Automation）,核心是武器裝備的自動(dòng)化和軍事指揮的自動(dòng)化。 傳統(tǒng)的機(jī)械化戰(zhàn)爭正發(fā)展為信息化和自動(dòng)化戰(zhàn)爭，誰勝誰負(fù)主要取決于信息化和自動(dòng)化水平的高低，誰能夠更快、更準(zhǔn)確的獲取信息，并在最短的時(shí)間里完成分析和決策，以最快的方式實(shí)施盡可能精確的打擊，誰就掌握了戰(zhàn)爭的主動(dòng)權(quán)。 作戰(zhàn)機(jī)器人、無人飛機(jī)、無人潛艇等各種智能型武器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，未來的戰(zhàn)爭將是智能機(jī)器之間的較

16、量，比的是自動(dòng)化水平的高低和計(jì)算機(jī)、通信、檢測、控制等技術(shù)的優(yōu)劣。,2020年10月5日11時(shí)9分,42,海陸空天一體化的指揮體系,2020年10月5日11時(shí)9分,43,我軍新型隱形導(dǎo)彈艇,作戰(zhàn)機(jī)器人,我軍無人攻擊機(jī),美軍F117隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī),2020年10月5日11時(shí)9分,44,我國“東風(fēng)” 彈道導(dǎo)彈,美軍“三叉戟” 彈道導(dǎo)彈,國產(chǎn)“雷霆”激光制導(dǎo)炸彈,2020年10月5日11時(shí)9分,45,無人立體作戰(zhàn)系統(tǒng)構(gòu)想圖,2020年10月5日11時(shí)9分,46,農(nóng)業(yè)自動(dòng)化（Agriculture Automation）,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志：大量應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)。 “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的概念：根

17、據(jù)土壤肥力、苗情、雜草、病蟲害等信息，自動(dòng)地進(jìn)行精準(zhǔn)的耕作、播種、施肥、灌溉、除草、噴灑農(nóng)藥、收割等作業(yè)，從而達(dá)到省力、高效、安全、節(jié)省資源和保護(hù)生態(tài)的目的。,2020年10月5日11時(shí)9分,47,日本基于GPS的無人駕駛自動(dòng)插秧機(jī),2020年10月5日11時(shí)9分,48,各種自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械,Autonomous rice transplanter,2020年10月5日11時(shí)9分,49,自動(dòng)化噴灌系統(tǒng),溫室立體栽培,1.3 自動(dòng)化的過去、現(xiàn)在和將來,2020年10月5日11時(shí)9分,51,18世紀(jì)末發(fā)明蒸汽機(jī)及離心調(diào)速器 第一次工業(yè)革命 大規(guī)模使用機(jī)器系統(tǒng),瓦特1788年發(fā)明蒸汽機(jī)及其反饋控制系統(tǒng)

18、,2020年10月5日11時(shí)9分,52,蒸汽機(jī)時(shí)代的工廠,2020年10月5日11時(shí)9分,53,19世紀(jì)下半葉發(fā)現(xiàn)電、發(fā)明發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī) 第二次工業(yè)革命（電氣化） 大量采用電氣控制裝置,2020年10月5日11時(shí)9分,54,20世紀(jì)前期的“二戰(zhàn)”、工業(yè)化及經(jīng)典控制理論的成熟推動(dòng)了自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,2020年10月5日11時(shí)9分,55,20世紀(jì)中期發(fā)明計(jì)算機(jī) 在自動(dòng)化系統(tǒng)中大量采用計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),古董計(jì)算機(jī),現(xiàn)代工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板,2020年10月5日11時(shí)9分,56,20世紀(jì)80年代開始在自動(dòng)化系統(tǒng)中大規(guī)模實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng),2020年10月5日11時(shí)9分,57,20世紀(jì)9

19、0年代通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)一體化，即管控一體化,2020年10月5日11時(shí)9分,58,自動(dòng)控制理論的發(fā)展,古典控制理論，經(jīng)典控制理論：十九世紀(jì)末期，由于戰(zhàn)爭的需要而發(fā)展起來，主要研究SISO系統(tǒng)。 現(xiàn)代控制理論：二十世紀(jì)中期，由于空間技術(shù)的需要而發(fā)展起來，主要研究MIMO系統(tǒng)。 智能控制理論：二十世紀(jì)八十年代，是人工智能、自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)的綜合。,1.4 自動(dòng)控制方式,2020年10月5日11時(shí)9分,60,自動(dòng)控制的基本方式 開環(huán)控制，閉環(huán)控制，補(bǔ)償控制 最常用的控制方法PID控制 比例、積分、微分控制 最熱門的控制方法智能控制 專家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,2020年10月

20、5日11時(shí)9分,61,例：電加熱爐的爐溫控制,外部擾動(dòng)：電源電壓波動(dòng)，環(huán)境溫度變化等 內(nèi)部擾動(dòng)：元器件老化、參數(shù)改變，工件體積和質(zhì)量變化等,給定 電位器,給定 電壓,加熱爐,+,-,交流電源,工件,最簡單的控制開環(huán)控制,2020年10月5日11時(shí)9分,62,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單， 但抗擾性差，控制精度低,原理圖：,方塊圖：,功率 放大器,加熱爐,控制輸入,（給定電壓）,（電功率）,輸出量,（爐溫）,控制裝置,受控對象,擾動(dòng)量,擾動(dòng)量,給定 電位器,給定 電壓,加熱爐,+,-,交流電源,工件,2020年10月5日11時(shí)9分,63,自動(dòng)控制的精髓反饋控制,例：電加熱爐的爐溫反饋控制（人作為控制器）,給定

21、 電位器,給定 電壓,加熱爐,+,-,交流 電源,工件,溫度 檢測,根據(jù)爐溫的高低調(diào)節(jié)給定電壓，從而調(diào)節(jié)溫度,2020年10月5日11時(shí)9分,64,給定 電位器,控制量,加熱爐,控制器,誤差 e,溫度變送器,變換電壓 uf,電熱絲,溫度傳感器,功 率 放 大 器,溫度信號,+,-,交流電源,給定電壓ur,u,輸出量 y （爐溫）,+,-,工件,注：反饋控制又稱為閉環(huán)控制,電加熱爐的爐溫反饋控制,2020年10月5日11時(shí)9分,65,方塊圖：,原理圖：,給定 電位器,控制量,加熱爐,控制器,誤差 e,溫度變送器,變換電壓 uf,電熱絲,溫度傳感器,功 率 放 大 器,溫度信號,+,-,交流電源,

22、給定電壓 ur,u,輸出量 y （爐溫）,+,-,工件,2020年10月5日11時(shí)9分,66,自動(dòng)控制系統(tǒng)是負(fù)反饋系統(tǒng)！ 正反饋例：振蕩電路、“良性循環(huán)”、“惡性循環(huán)”,反饋控制的特點(diǎn)： 有反饋信息（信號傳遞形成閉合回路），抗擾性好，控制精度高,反饋形式： 負(fù)反饋，正反饋,2020年10月5日11時(shí)9分,67,反饋系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語：,受控對象,反饋信號,溫度：被控量,給定信號,比較環(huán)節(jié),-,2020年10月5日11時(shí)9分,68,反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：,2020年10月5日11時(shí)9分,69,反饋控制系統(tǒng)舉例：水箱的水位控制,+,-,水位 y,出水,閥門,誤差,進(jìn)水,水箱,放大器,M,電機(jī),給定電

23、位計(jì),2020年10月5日11時(shí)9分,70,反饋控制舉例：全自動(dòng)燃?xì)鉄崴?手動(dòng)調(diào)節(jié),全自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)： 自動(dòng)根據(jù)水溫調(diào)節(jié)火力,2020年10月5日11時(shí)9分,71,反饋控制舉例：電冰箱的溫度控制,2020年10月5日11時(shí)9分,72,反饋控制舉例：樓房恒壓供水,2020年10月5日11時(shí)9分,73,其他反饋控制的例子：,人走路、騎車、駕車等 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件 交通信號控制 雷達(dá)火炮系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤飛機(jī) 人的體溫、呼吸、心跳等 教學(xué)過程、人才培養(yǎng)過程 人口控制 、經(jīng)濟(jì)控制 ,還有哪些你知道的反饋控制系統(tǒng)例？,2020年10月5日11時(shí)9分,74,即時(shí)糾偏補(bǔ)償控制,例：電加熱爐對電源電壓波動(dòng)的補(bǔ)償

24、控制,電源電壓輸出電壓，但補(bǔ)償調(diào)節(jié)器使控制電壓 輸出電壓基本不變溫度基本不變,補(bǔ)償控制的特點(diǎn)：提供一個(gè)控制作用來盡量抵消擾 動(dòng)對系統(tǒng)的影響，抑制擾動(dòng)比反饋控制更及時(shí)。,2020年10月5日11時(shí)9分,75,補(bǔ)償控制屬于開環(huán)控制，補(bǔ)償效果取決于設(shè)計(jì)是否準(zhǔn)確，而且僅對特定可測擾動(dòng)有效，一般擾動(dòng)要靠反饋控制來抑制。,2020年10月5日11時(shí)9分,76,復(fù)合控制系統(tǒng)例：水箱的水位反饋控制 + 針對出水流量變化的補(bǔ)償控制,比單純的反饋調(diào)節(jié)更快、更及時(shí)！,2020年10月5日11時(shí)9分,77,補(bǔ)償控制可更及時(shí)地抑制可測擾動(dòng)對輸出的影響（對其他擾動(dòng)沒有抑制作用）； 反饋控制可抑制一般擾動(dòng)對輸出的影響； 兩者的結(jié)合可改善抗擾性，提高控制精度； 缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。,復(fù)合控制的一般結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)分類,2020年10月5日11時(shí)9分,79,按系統(tǒng)輸入信號分,恒值控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：