第一章绪论controlNo.1学习要求基本内容：9概述：自动控制、自动控制系统的概念，自动控制系统的两种基本形式（开环控制与闭环控制）。9自动控制系统的组成和分类。9自动控制理论发展简况：反馈控制理论的研究对象和方法。9自动控制理论的研究内容：系统分析和系统设计，对自动控制系统的基本要求。controlNo.1教学要求：使学生对古典反馈控制的基本理论和方法有一全面、整体的了解。了解自动控制理论发展简况及反馈控制理论的研究对象和方法。掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成和分类，及对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。controlNo.1第一节自动控制的基本概念controlNo.1人工控制煤气灶上油煎鸡蛋时的油温控制自行车速度控制汽车驾驶收音机音量调节自动控制电饭煲空调抽水马桶汽轮机转速控制导弹飞行控制声控光控路灯controlNo.1自动控制的定义在没有人直接参与下，利用控制装置，使被控对象的被控制量自动的按照预定规律变化。controlNo.1自动控制学科的特点1.理论性、实践性强；2.应用广泛；controlNo.1自动控制理论的内容时域法线性频域法经典控制理论根轨迹法(19世纪中叶--相平面法描述函数法20世纪50年代)非线性李雅普诺夫法波波夫法自动控制离散Z变换法理论状态反馈控制最优控制智能控制现代控制理预测控制论(60年代以自适应控制来)模糊控制大系统多层分散控制controlNo.1自动控制理论基本问题控制系统的分析„典型信号的响应(阶跃响应,频率特性)„系统的数学模型(传递函数,状态方程)„性能指标(稳态误差,超调量)控制系统的设计„性能要求(系统性能,约束条件)：你想要得到什么样的系统，达到什么样的指标„控制器的结构和参数设计和整定„性能校核(计算,仿真,实验)：系统的实现和分析controlNo.1第二节自动控制中的两种控制方式controlNo.1开环控制系统举例电位功率放大器M负载器例1.4.2开环转速控制系统扰动电位器放大器电动机及负载转速开环控制系统特点：1.信号从输入到输出无反馈,单向传递.2.结构简单.3.控制精度不高,无法抑制扰动.controlNo.1闭环控制系统举例电压放大器功率放大器M测速发负载电机例1.4.4闭环转速控制系统电动机及负载电位器放大器传感器（测速发电机）controlNo.1闭环控制系统特点:1.有反馈回路;2.结构相对复杂;3.控制精度高,自动纠偏controlNo.1第三节自动控制系统组成及方框图z自动控制系统的实现：控制装置＋受控对象z自动控制系统的图示：方框图(方框+箭头+求和圆+线条)，用于分析系统内各部分之间关系的图形．controlNo.1自动控制系统的组成：电动机及负载电位器放大器传感器（测速发电机）SVDVMV被控量PV给定器调节器执行器受控过程传感器反馈PVcontrolNo.1自动控制系统的中的常用术语‡给定值（参考输入值）‡偏差值‡控制量‡被控量‡扰动量(内扰,外扰)‡自动控制装置=传感器+控制器+给定器+执行器‡受控过程（受控对象）‡控制系统=受控过程＋控制装置controlNo.1•工业过程中的反馈控制系统例子---主蒸汽锅炉汽包水位控制系统过热器变送器汽包省煤器调节器给水执行器给水泵给水调节阀controlNo.1例1.3水位控制系统执行器杠杆设定偏差控调节给水位量制位移调节阀水水箱实际SV+DV量MV量水位-浮子测量水位PV反馈元件控制器：比较、放大的作用浮子：液面高度的反馈元件气动阀门：执行机构被控对象：水箱controlNo.1第四节自动控制系统的分类1.4.1按系统环节连接形式分类开环控制系统：扰动设定器控制器被控对象被控量闭环控制系统:设定器控制器被控过程传感器controlNo.11.4.2按控制依据信号性质分类控制器被控过程反馈控制系统前馈控制系统控制器被控过程控制器前馈---反馈控制器被控过程控制系统controlNo.11.4.3按给定值变化规律分类恒值控制系统r给定值不随时间变化例恒温，恒压系统t随动控制系统r给定值按需求随机变化例雷达跟踪，靠模加