第一章第一章自动控制的一般概念自动控制的一般概念1-1自动控制的基本原理与方式1-2自动控制系统示例1-3自动控制系统的分类1-4对自动控制系统的基本要求1-5自动控制系统的分析与设计工具1-1自动控制的基本原理与方式¾无人直接参与¾机器、设备或生产过程的工作状态或参数¾自动实现某种规律运行¾经典控制：单输入、单输出¾现代控制：多输入、多输出¾反馈（控制思想的精髓，知己知彼）9数控车床按照规定程序自动地切削工件；9化学反应炉自动地维持温度或压力的恒定；9导弹发射和制导系统自动地把导弹引向敌方目标；9人造地球卫星准确地进入预定轨道并回收……•反馈控制又称为闭环控制•测量元件•放大元件•给定元件•执行元件•比较元件•校正元件基本控制方式基本控制方式‡反馈控制系统（闭环控制系统）‡开环控制系统（按给定控制、按扰动控制）‡复合控制系统常用术语常用术语•控制系统（Controlsystem）•参考输入、给定输入、希望输入（DesiredInput）•偏差信号（Errorsignal）•控制器（Controller）•控制量，也称操作量（Controlsignal）•控制对象（Controlplant）•扰动（Interaction）•系统输出，也称被控量（Systemoutput）‡复合控制系统复合控制系统偏差偏差扰动扰动1-2自动控制系统示例函数记录仪原理图函数记录仪方框图飞机自动驾驶仪系统原理图反馈电位器给定电位器飞机自动驾驶仪系统方框图扰动给舵机飞机θ放θ0定c大装器置反馈电位器垂直陀螺仪电阻炉温度微机控制系统锅炉液位控制系统原理图锅炉液位控制系统方框图1-3自动控制系统的分类线性定常连续系统包括：¾恒值控制系统¾随动系统，包括伺服系统¾程序控制系统（2）线性定常离散控制系统（m≤n）ac(k0+n)+a1(c+−k1+a")n+c(n−1k1+)+an(c)k=br+k(0+m)1b(+rk−1b"m)+rm(−1+k1)bm+(r+)kr：输入采样序列。c：输出采样序列总结总结：（1）、（2）线性系统具有齐次性、叠加性。（3）非线性控制系统（系数与变量有关）d2()ytdy()t+y()t+y()()2t=rtdt2dt1-4对自动控制系统的基本要求9稳定性由系统结构决定。9快速性动态（暂态）特性。9准确性静态（稳态）特性。典型外作用（信号）典型外作用（信号）回顾：回顾：（1）阶跃信号（1）阶跃响应（2）斜坡信号（2）冲激响应（3）脉冲信号（3）正弦响应（4）正弦信号（4）八一拆分1-5自动控制系统的分析与设计工具9Matlab¾草稿纸式编程语言¾良好的人机界面¾结论可做一定等级的理论论据¾Simulink工具箱第一章第一章作业作业1.思考题（1-1）讨论液位自动控制系统原理图，方框图2.判断系统类型（1-10）1.思考题原理图、方框图（1-1）控制器Q1浮子电位器减速器c用水开关电动机SMQ2if液位自动控制系统Q2给定实际Q液位伺服电动机1液位浮子杠杆电位器阀门水箱与减速器2.判断系统类型（1-10）r入、c出d2()rtc(t)=5+r2(t)+t非线性时变系统dt2d3()ctd2()ctdc()t+3+68c+(t)r=(t)线性定常系统dt3dt2dtdc()tdr()tt+(c)t=(r)t+3线性时变系统dtdt(c)t(=r)tcosω+t5非线性时变系统dr()tt(c)t=3r(+t)65+rτ(d)τ线性定常系统dt−∫∞c()()t=r2t非线性定常系统⎧0t<6c()t=⎨线性延迟系统r⎩()t≥t6