智能控制1.1自动控制的基本概念1.1.1自动控制与自动控制系统自动控制系统框图自动控制的有关概念自动控制的有关概念自动控制的目的开环控制与闭环控制闭环控制1.1.2自动控制系统的类型按参考输入的特征划分线性系统与非线性系统线性系统与非线性系统线性系统与非线性系统非线性系统示例连续系统与离散系统确定系统与不确定系统其它1.1.3自动控制系统的性能指标1.1.3.1对系统的要求瞬态响应图1.1.3.2典型的输入信号典型的输入信号1.1.3.3性能指标SISO系统的稳态响应典型输入信号的响应(阶跃信号)典型输入信号的响应(等线速度信号)典型输入信号的响应(等加速度信号)SISO系统的瞬态响应典型的瞬态响应瞬态响应自镇定系统的单位扰动响应稳定性1.1.4自动控制理论的发展经典控制理论现代控制理论最优控制的概念智能控制理论1.2数学模型1.2.1结构图与传递函数线性定常系统的一般方程传递函数(零状态响应)1.2.2零点、极点零点、极点稳态响应与瞬态响应例例零点、极点1.2.3控制系统的典型环节惯性环节积分环节(PID-I)微分环节(PID-D)振荡环节延滞环节1.3系统分析稳态误差的定义非单位反馈系统误差传递函数开环传递函数型号数1.3.1.2稳态误差的计算单位阶跃输入单位阶跃输入斜坡输入斜坡输入汇总1.3.1.3扰动扰动传递函数稳态误差结论1.3.1.4系统特性变化的影响1.3.1.5降低稳态误差的方法降低稳态误差的方法1.3.2稳定性稳定性稳定性1.3.2.1劳斯-赫尔维茨判据劳斯判据－步骤1劳斯判据－步骤2系数b的定义系数c的定义系数d的定义劳斯判据－步骤3例例－计算劳斯行列式稳定裕量稳定裕量参数对稳定性的影响例－计算劳斯行列式1.3.3瞬态响应1.3.3.2一阶系统一阶系统阶跃响应（K=1）一阶系统斜坡响应（K=1）一阶系统斜坡响应（K=1）一阶系统脉冲响应1.3.3.3二阶系统系统框图单位阶跃响应临界阻尼过阻尼欠阻尼阶跃信号的瞬态响应指标（欠阻尼）阶跃信号的瞬态响应指标（欠阻尼）阶跃信号的瞬态响应指标（欠阻尼）阶跃信号的瞬态响应指标（欠阻尼）实际系统1.3.3.4二阶系统稳态误差与瞬态性能指标之间的矛盾1.3.3.5高阶系统1.4根轨迹法与相平面法1.4.1根轨迹法根轨迹法在设计中的作用1.4.2相平面法1.4.2.1基本概念二阶系统的描述相平面法步骤相平面法的有关概念1.4.2.2绘制方法等倾线法的有关概念等倾线等倾线相轨迹曲线－例等倾线方程相轨迹线的绘制1.4.2.3相轨迹曲线的性质相轨迹曲线的性质典型的相轨迹曲线1典型的相轨迹曲线2典型的相轨迹曲线3典型的相轨迹曲线4典型的相轨迹曲线5典型的相轨迹曲线61.4.2.4利用相轨迹曲线分析系统性质时间响应1.4.2.5利用相轨迹曲线指导设计1.5PID控制PIDP控制P控制I控制I控制D控制D控制各种控制器的调节效果比较1.5.2PID参数整定PID参数整定示意图附录一拉普拉斯变换2.1傅立叶变换傅立叶变换傅立叶变换傅立叶变换1.2拉普拉斯变换拉普拉斯变换拉普拉斯变换3常用函数的拉氏变换4拉氏变换的常用性质拉氏变换的常用性质附录二典型环节示例1比例环节2惯性环节3一阶系统实例（热力系统）热力系统热力系统参考书目