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1、自动控制原理,兰州理工大学技术工程学院 陈天胜,办 公 室：自动化教研室 2C404,联系方式：,2863170（办公室）15095417226（手机）,陈天胜,自我介绍,课时：64学时课程性质：必修课，考研课程考核方法：出勤15%+作业（笔记）15%+期末考试 70%,自动控制原理,主要参考书,胡寿松：自动控制原理（第五版），科学出版社李友善：自动控制原理，国防工业出版社戴忠达：自动控制理论基础，清华大学出版社夏德钤：自动控制理论，机械工业出版社,本门课程的意义及在专业中的位置,需要有良好的数学基础及前续课程的知识；专业入门课程；一门基础课；,自动控制原理,（第 1-3讲）第一章 自动控制的
2、一般概念 自动控制的原理与方式 自动控制系统示例 自动控制系统的分类 对自动控制系统的基本要求 自动控制系统的分析与设计工具,自动控制理论 是研究自动控制系统组成，进行系统分析设计的一般性理论 是研究自动控制过程共同规律的技术学科,自动控制原理,自动控制理论发展简史,经典控制理论(20世纪)时域法 复域法(根轨迹法)频域法 现代控制理论(20世纪60年代)线性系统 自适应控制 最优控制 鲁棒控制 最优估计 容错控制 系统辨识 集散控制 大系统复杂系统智能控制理论(20世纪70年代)专家系统 模糊控制 神经网络 遗传算法,应用领域：冰箱、空调、洗衣机、电梯、汽车、电厂锅炉、酿酒过程、航空航天等各
3、种机器或生产过程控制 以及军事领域。,龙门刨床,自 动 控 制,在无人直接参与的情况下，利用控制装置，使工作机械、或生产过程（被控对象）的某一个物理量（被控量）按预定的规律（给定量）运行。,自动控制原理,被控对象：控制系统要进行控制的受控客体 被控量：控制对象要实现的物理量 如冰箱温度、电机的转速、飞机姿态 角、船的航迹、电网的电压、生产过程中的压力、流量、温度、湿度等。,系统：为了达到某一目的，由一些对象相互作 用，相互制约，组成一个具有一 定运动规律的整体。控制系统：指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，由被控对象和控制器构成的整体。,把从被控对象输出端获得的信息通过中间环节（称为
4、反馈环节）再送回控制器的输入端的过程，称为反馈。,基本控制方式,1.开环控制 2.闭环控制 3.复合控制,自动控制原理,开环控制,闭环控制,复合控制,按输入前馈补偿的复合控制 按干扰前馈补偿的复合控制,例 1 炉温控制系统,炉温控制系统方框图,炉温控制系统方框图,例 2 函数记录仪,函数记录仪方框图,负反馈原理,将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。_ 构成闭环控制系统的核心 闭环(反馈)控制系统的特点：(1)系统内部存在反馈，信号流动构成闭回路(2)偏差起调节作用,水温调节系统,水温调节系统工作原理图,水温调节系统,水温调节系
5、统方框图,控制系统的组成(1),控制系统,控制系统的组成(2),控制系统的分类,按给定信号的形式 恒值系统/随动系统/程控系统按是否满足叠加原理 线性系统/非线性系统按参数是否随时间变化 定常系统/时变系统按信号传递的形式 连续系统/离散系统按输入输出变量的多少 单变量系统/多变量系统,对控制系统的基本要求,1.稳：（基本要求）要求系统要稳定2.准：（稳态要求）系统响应达到稳态时，输出跟踪精度要高3.快：（动态要求）系统阶跃响应的过渡过程 要平稳，快速,演示,自动控制原理课程的任务与体系结构,自动控制原理,教学过程方框图,典型外部输入信号,（1）阶跃函数（信号）（2）斜坡函数（信号）（3）脉冲
6、函数（信号）（4）正弦函数（信号）,课 程 小 结,1.自动控制的一般概念 基本控制方式 控制系统的基本组成 控制系统的分类 对控制系统的要求 课程研究的内容2.要求掌握的知识点 负反馈控制系统的特点及原理 由系统工作原理图绘制方框图,自动控制原理,1 1,2,8,本次课程作业（2）,预习拉普拉斯变换有关知识,自 动 控 制,在无人直接参与的情况下，利用控制装置，使工作机械、或生产过程（被控对象）的某一个物理量（被控量）按预定的规律（给定量）运行。,课程回顾（1),基本控制方式,开环/闭环/复合控制,课程回顾（2),负反馈控制原理,将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。,
