自动控制原理演示文稿TeachingMaterialsofClassicalControlTheory学时分配：理论（70学时）+实验（10学时）考核办法：闭卷考试成绩（80％）+平时成绩（20％）病事假-1，旷课-2，作业-2第一章自动控制的一般概念§1-1自动控制的基本原理与方式【自动控制理论】第一代古典控制理论20世纪30-40年代*特点以传递函数为数学工具，采用频域方法*对象SISO线性定常系统第二代现代控制理论50-60年代*特点采用状态空间法（时域法）*对象MIMO系统，时变系统，非线性系统第三代大系统理论和智能控制理论术语：被控对象：被控制的设备或过程被控量：表征设备或过程情况或状态并需要加以控制的物理参量给定值：物理参量应保持的期望值扰动：引起被控量变化的因素扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。自动控制系统：由受控对象和控制装置两部分组成控制任务：使被控对象的被控量等于给定值c(t)≈r(t)控制装置采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，最基本一种是基于反馈控制原理组成的反馈控制系统。人的活动体现出反馈控制原理。反馈控制原理就是按偏差控制的原理环节：方框图中每一个具有一定功能的组成部分用一个方框表示输入量（inputvariable）：进入一个环节的信号，环节运动之原因输出量(outputvariable)：离开环节的信号,环节运动之结果环节间信号传递用带箭头的作用线表示，箭头方向表示作用方向。【反馈控制系统的基本组成】方框图可以直观表示系统各组成部分间相互影响及信号传递关系组成系统的元部件按照职能分类：测量元件测量被控制的物理量，并将其转换为电量。测速发电机、湿敏传感器、电位器、热电偶2.给定元件给出与期望的被控量相对应的系统输入量（参考量）。3.比较元件把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参考量进行比较，求出它们之间的偏差。差动放大器、机械差动装置、电桥4.放大元件将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。电压放大器、功率放大级5.执行元件直接推动被控对象，使其被控量发生变化阀、电动机、液压马达6.校正元件（补偿元件）结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善系统性能。由电阻、电容组成的无源或有源网络，计算机图1-5反馈控制系统基本组成用“○”号代表比较元件，“-”号代表两者符号相反，“+”号代表两者符号相同。前向通路(forwardpath)：信号沿箭头方向从输入端到达输出端的传输通路称前向通路；反馈通路(feedbackpath)：系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称主反馈通路。前向通路与主反馈通路共同构成主回路。此外，还有局部反馈通路以及由它构成的内回路。【自动控制系统基本控制方式】1.反馈控制方式（feedbackcontrol/closedloop）2.开环控制方式（openloop）控制装置与被控对象之间只有顺向作用，没有反向的联系，被控量仅受控于控制量，而对控制量不能反施影响的一类系统。按给定值控制的开环控制系统：按扰动控制的开环控制系统：开环补偿系统（前馈/顺馈）：利用可测量干扰信号产生控制作用补偿干扰对被控量的影响。3.复合控制方式将按偏差控制和按扰动控制相结合，对可测的主要扰动进行顺馈补偿，用反馈控制系统消除其余扰动产生的偏差。keywords：classicalcontroltheorymoderncontroltheorySISO∑，MIMO∑MultivariableLTI∑:LinearTimeInvariantSystemLTV∑:LinearTimeVariantSystem