1、1自动控制理论陈启宏 教授E-mail: 武汉理工大学自动化学院武汉理工大学自动化学院2教材与参考书l 教材胡寿松， 自动控制原理 ，北京：科学出版社， 2001l 参考书p 夏德钤， 自动控制原理 ，北京：机械工业出版社p John J.Dazzo, Linear Control System Analysis and Design. 北京：清华大学出版社影印版 3考核方式n 考试成绩： 70%n 平时成绩： 30n 考勤： 10n 作业： 10n 实验： 104第一章 自动控制的一般概念一 . 自动控制的概念及应用n 1.控制 ：是使某些物理量按指定的规律变化（包括保持恒定），以保证生产的
2、安全性，经济性及产品质量等要求的技术手段。n 2.自动控制 ：就是应用自动化仪表或控制装置代替人，自动地对机器设备或生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能 要 求 。1-1 引言5n 3. 自动控制的应用 锅炉设备的压力和温度自动保持恒定 数控机床按照预定的程序自动地切削工件 导弹发射与制导系统，自动地使导弹攻击敌方目标 无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行 人造卫星准确地进入预定轨道运行并回收自动控制技术的应用范围已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，自动控制已成为现代社会活动中不可缺少的重要组成部分。二 .自动控制理论的发展1.经典控制理论64050年代形成 适
3、用于 SISO（单输入单输出）系统 基于：二战军工技术目标：反馈控制系统的稳定 基本方法：传递函数，频率法， PID调节器 (频域 )2.现代控制理论6070年代形成 适用于 MIMO （多输入多输出）系统 基于： 冷战时期空间技术，计算机技术目标：最优控制基本方法：状态空间表达式71-2 自动控制系统的基本概念一 .自动控制系统自动控制系统 是指由 控制装置 与 被控对象 结合起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个 有机整体 。n 1.被控对象 ： 要求实现自动控制的机器设备或生产过程n 2.被控制量 ： 指被控制系统所要控制的物理量，一般指系统的输出量8n 3.给定值 ： 根
4、据系统要求，被控制量需要达到的数值。n 4.扰动 ： 破坏控制量与被控制量之间正常函数关系的因素，称为系统的扰动。给定值和扰动通称为输入量。n 5.控制装置 ： 能够对被控对象起控制作用的设备总称9二、自动控制理论研究自动控制共同规律的技术科学。三、反馈控制原理控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务。10反馈控制系统组成n 给定元件：给出与系统输出量希望值相对应的系统输入量。n 测量元件：测量系统输出量的实际值，并把输出量的量纲转化成与输入量相同。n 比较元件：比较系统的输入量和主反馈信号，并给出两者之间的偏差。n 放大元件：对微弱的偏差信号进行放大和变换，使之具有足够的幅值和功率，以适应执行元件动作的要求。n 执行元件：根据放大后的偏差信号产生控制、动作，操作系统的输出量，使之按照输入量的变化规律而变化。
