1、北京科技大学自动化学院控制系自动控制理论自动化学院控制系 董洁工作地点：信息楼 Date 1北京科技大学自动化学院控制系经典控制理论研究对象：SISO系统 Date 2北京科技大学自动化学院控制系适用范围 ：输入量已知、控制精度要求不高、扰动作用不大。控制系统的基本概念和原理（ 1） 开环控制 ：只有输入量对输出量产生控制作用，输出量不参与对系统的控制。（ 2）开环控制 特点 结构简单、维护容易、成本低、不存在稳定性问题 输入控制输出 输出不参与控制 系统没有抗干扰能力Date 3北京科技大学自动化学院控制系控制系统的基本概念和原理闭环 控制 结 构图1 控制器 2 执 行机构3 控制 对 象
2、 4 检测 装置反馈工作原理 ：发现偏差 消除偏差。Date 4北京科技大学自动化学院控制系控制系统的基本概念和原理 反馈控制 把输出量的一部分检测出来 ,反馈到输入端 ,与给定信号进行比较，产生偏差 ,此偏差经过控制器产生控制作用 ,使输出量按照要求的规律变化； 反馈信号与给定信号极性相反为 负反馈 ,反之为正反馈 。 反馈控制 特点 输入控制输出，输出参与控制 检测偏差、纠正偏差 具有抗干扰能力 结构复杂Date 5北京科技大学自动化学院控制系控制系统的组成和基本环节1 给定环节； 2 比较环节； 3 校正环节； 4 放大环节；5 执行机构； 6 被控对象； 7 检测装置1.闭环控制系统的
3、结构及基本环节设定被控制量的给定值的装置将所检测的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏差量，多用差动放大器实现负反馈一般由传动装置和调节机构组成。执行机构直接作用于控制对象，使被控制量达到所要求的数值要进行控制的设备或过程控制系统所控制的物理量（被控量） 检测被控制量，并将其转换为与给定量相同的物理量用来实现调节作用，如放大、整流，也称为调节器或调节环节Date 6北京科技大学自动化学院控制系自动控制系统基本要求1. 对自动控制系统基本要求稳定性（稳）、快速性（快）、准确性（准）稳定性（稳）、快速性（快）、准确性（准）“稳 ”是指系统的 稳定性 。稳定性 是保证控制系统正常工作的先决条件
4、。线性控制系统的稳定性由系统本身的结构与参数所决定的，与外部条件和初始状态无关。“快 ”是说明系统 动态（过渡过程）品质 。系统的过渡过程产生的原因 ： 系统中储能元件的能量不可能突变。“准 ”是说明系统的 静态品质 。表明了系统的精确性和准确性。Date 7北京科技大学自动化学院控制系自动控制系统基本要求 有差系统 （图 a）：若稳态误差不为零，则系统称为有差系统。 无差系统 （图 b）：若稳态误差为零，则系统称为无差系统。Date 8北京科技大学自动化学院控制系数学模型 描述系统内部物理量（或变量）之间的数学表达式， 是分析和设计自动控制系统的基础。静态模型： 在静态条件下（即变量不随时间变化），描述变量之间关系的代数方程 (组 )。动态模型： 描述变量各阶导数之间关系的微分方程 (组 )。数学模型的形式时域模型 微分方程、差分方程和状态方程；复频域模型 传递函数、结构图、频率特性。Date 9北京科技大学自动化学院控制系拉氏变换表f(t) F(s) f(t) F(s) (t) 1 Sin t1(t) 1/s Cos tt1/(s+a)Date 10
