《控制工程基礎(chǔ)》電子教案(共18頁(yè))

精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上控制工程基礎(chǔ)電子教案教師教案庫(kù) 課 前 準(zhǔn) 備 自動(dòng)控制的一般概念 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法 線性系統(tǒng)的根軌跡法 線性系統(tǒng)的頻域分析法 控制系統(tǒng)的校正方法.第一講 緒 論控 制 工 程 基 礎(chǔ) 教 案 （一）一、課程的地位與作用 隨著科學(xué)技術(shù)、特別是信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，自動(dòng)控制技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、宇航及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。掌握和了解自動(dòng)控制的基本理論和方法，對(duì)從事工程技術(shù)類各專業(yè)的科學(xué)技術(shù)人員是十分必要的。本課程具有科學(xué)方法論的鮮明特點(diǎn)，研究的問(wèn)題帶有普遍性，是廣泛意義上的方法論。這將對(duì)學(xué)生提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。 控制工程基礎(chǔ)是工科許多專業(yè)一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課。目前在我校有六個(gè)專業(yè)大類中的12個(gè)專業(yè)將該課程設(shè)置成學(xué)科基礎(chǔ)課，有三個(gè)專業(yè)大類中的4個(gè)專業(yè)將該課程設(shè)置為學(xué)科選修課，電氣信息類及機(jī)械類培優(yōu)班均將該課程設(shè)置成學(xué)科基礎(chǔ)課。 該課程在各專業(yè)的學(xué)習(xí)過(guò)程中起著非常重要的作用。它既是前期基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課的轉(zhuǎn)折，又是后續(xù)專業(yè)課的一個(gè)重要基礎(chǔ)課。作為培養(yǎng)工程技術(shù)人員的學(xué)科基礎(chǔ)課，該課程使學(xué)生首次學(xué)習(xí)控制和控制系統(tǒng)的概念，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)控制理論的經(jīng)典方法。該課程的學(xué)習(xí)是專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。二、課程簡(jiǎn)介控制工程基礎(chǔ)是研究各類控制系統(tǒng)共性的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)科學(xué)。教學(xué)內(nèi)容以反饋控制理論為核心，介紹控制系統(tǒng)建模方法，介紹線性系統(tǒng)的時(shí)域、頻域和根軌跡的分析與設(shè)計(jì)方法。本課程具有科學(xué)方法論的鮮明特點(diǎn)，研究的問(wèn)題帶有普遍性，對(duì)工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。教學(xué)方式以講授為主，輔以多媒體CAI及課堂討論。課程的教學(xué)目標(biāo)是，使學(xué)生掌握有關(guān)自動(dòng)控制的基本概念、基本理論和基本方法，能夠自覺(jué)運(yùn)用反饋原理解決實(shí)際工程中的相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)一步提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。三、課程的教學(xué)目標(biāo)與基本要求通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有關(guān)自動(dòng)控制、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，掌握有關(guān)經(jīng)典控制理論的基本概念、基本理論和基本方法，能夠運(yùn)用反饋原理解決實(shí)際中的相關(guān)問(wèn)題，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。要求掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模以及系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本方法，能進(jìn)行典型控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。考核采用閉卷筆試形式，學(xué)習(xí)成績(jī)將根據(jù)平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)課成績(jī)及考試成績(jī)綜合評(píng)定。該課程在教學(xué)組織時(shí)應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)，不同專業(yè)的要求，具有針對(duì)性的教學(xué)。在教材的選用、教學(xué)方式的組織、實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)以及課內(nèi)課外時(shí)數(shù)的分配上有所區(qū)別?？己朔绞綖殚]卷筆試加平時(shí)作業(yè)。本課程將為培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用控制原理的方法，分析和解決各種工程問(wèn)題奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。四、主要教材、參考書(shū)（作者、教材名稱、出版社）Richard C. Drof & Robert H. Bishop, Modern Control System(第八版)高等教育出版社,2001年Katsuhiko Ogata 現(xiàn)代控制理論（第三版），電子工業(yè)出版社，2000年胡壽松，自動(dòng)控制原理（第四版），科學(xué)出版社，2000年劉明俊，自動(dòng)控制原理.國(guó)防科技大學(xué)出版社，2000年董景新趙長(zhǎng)德，控制工程基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，1992年李友善主編，自動(dòng)控制原理(修訂版)，北京:國(guó)際工業(yè)出版社，1989吳 麒主編，自動(dòng)控制原理，北京：清華大學(xué)出版社，1990緒方勝?gòu)┲F(xiàn)代控制工程,盧伯英等譯，北京：科學(xué)出版社，1976黃家英，自動(dòng)控制原理，高等教育出版社，2003年7月五、本課程中各章節(jié)之間的關(guān)系：六、時(shí)間分配序號(hào)教學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)環(huán)節(jié)（學(xué)時(shí)）講課習(xí)*題實(shí)*驗(yàn)上機(jī)課*外小計(jì)1自動(dòng)控制的基本概念4482控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型88163線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法102410264線性系統(tǒng)的根軌跡法66125線性系統(tǒng)的頻域分析法10210226控制系統(tǒng)的校正方法10221024總 計(jì)484848108注：習(xí)題課：集中安排兩次，不占課堂教學(xué)時(shí)間； 實(shí)驗(yàn)課：自動(dòng)化專業(yè)、電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)必做，0.5學(xué)分計(jì)入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其余專業(yè)學(xué)生自愿選做，所完成學(xué)時(shí)數(shù)計(jì)入?yún)⒓娱_(kāi)放實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分?jǐn)?shù)內(nèi)； 課外：完成預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、作業(yè)、自學(xué)的最基本的課外學(xué)習(xí)時(shí)間，各位同學(xué)根據(jù)自己所在的專業(yè)，自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)能力適當(dāng)增加； 課堂教學(xué)：教師根據(jù)所教授學(xué)生的專業(yè)、選用教材的體系適當(dāng)微調(diào)，但必需完成教學(xué)大綱要求的全部?jī)?nèi)容。 （自動(dòng)控制技術(shù)與人類進(jìn)步 李澤湘講座）第二講 控制系統(tǒng)的基本概念 1.自動(dòng)控制的基本概念 本章主要內(nèi)容： 1.0 引言 以“三論”（系統(tǒng)論、信息論、控制論）為代表的科學(xué)方法論，是一門(mén)新興的學(xué)科，是二十實(shí)際以來(lái)最偉大的成果。它的崛起為人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界提供了新的有力的武器。 近幾年，自然科學(xué)的高速發(fā)展一方面使得科學(xué)不斷分化，分支科學(xué)越來(lái)越多，各種新的學(xué)科如雨后春筍般地相繼出現(xiàn)；另一方面，各學(xué)科之間又不斷的相互滲透，呈交叉的趨勢(shì)，由分化走向統(tǒng)一的趨勢(shì)?？陀^上要求有共同的方法論，為各學(xué)科的彼此溝通，發(fā)揮橋梁作用?！叭摗钡某霈F(xiàn)正是這種時(shí)代要求的結(jié)果。 “三論”是從自然科學(xué)研究中總結(jié)出來(lái)的一種科學(xué)方法，但它不限于自然科學(xué)，具有一般的方法論意義。它不是某一具體科學(xué)的方法論，而是包括自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和思維科學(xué)在內(nèi)的共同的方法論，是認(rèn)識(shí)世界和改造世界的統(tǒng)一的方法。被稱為“橫向科學(xué)”或“橫斷科學(xué)”。這種方法具有嚴(yán)格的程序和精確的形式，是一種更科學(xué)、更規(guī)范的方法，對(duì)科學(xué)研究、領(lǐng)導(dǎo)決策和各項(xiàng)工作都具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性，在一定意義上可以說(shuō)“三論”是哲學(xué)范疇的具體化、規(guī)范化、模型化。 “三論”的出現(xiàn)是有深刻意義和歷史背景的。作為“三論”之一的“控制論”中的“控制”的概念，人們并不陌生。什么是控制？ “人猿相依別，有幾個(gè)石頭磨過(guò)” 人-控制者 工具-被控制者、控制對(duì)象 “控制”：就是反映人和工具關(guān)系的一個(gè)概念。現(xiàn)實(shí)生活中控制關(guān)系、控制活動(dòng)是一種普遍現(xiàn)象。人類很早以前就進(jìn)行過(guò)自動(dòng)化的嘗試： 指南針 木牛流馬 蒸汽機(jī)的離心力調(diào)節(jié)器 簡(jiǎn)單的“控制”的意義和“控制論”中“控制”的概念是有區(qū)別的。 人類初期 第一次解放 第二次解放 （體力勞動(dòng)的解放） （腦力勞動(dòng)的解放） 人工具 人機(jī)器（能量） 自動(dòng)化 控制論是研究什么的？定義？ 控制論是一種現(xiàn)代科學(xué)的方法論，它所提供的科學(xué)方法，對(duì)我們分析問(wèn)題忽然解決問(wèn)題是十分重要的，它還算一門(mén)新興學(xué)科，正在不斷地發(fā)展和完善，其定義和規(guī)定的研究?jī)?nèi)容也眾說(shuō)不一，主要有以下幾種說(shuō)法： 說(shuō)法一：“控制論”是關(guān)于機(jī)器的理論 說(shuō)法二：“控制論”是電子計(jì)算機(jī)和電子學(xué)的理論 說(shuō)法三：“控制論”就是類似于數(shù)學(xué)的一門(mén)學(xué)科 說(shuō)法四：“控制論”是關(guān)于動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)（維納定義）維納其人： 1893年生 美國(guó)人 數(shù)學(xué)家 哲學(xué)家 四歲 開(kāi)始讀書(shū) 神童 十一歲 寫(xiě)出關(guān)于感知理論的哲學(xué)論文 十八歲 哈佛大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位 五十五歲（1948年） 名著控制論根據(jù)維納的定義人們關(guān)于“控制論”的較公認(rèn)的說(shuō)法是：“控制論”是以研究各種系統(tǒng)共同存在的控制規(guī)律為對(duì)象的一門(mén)科學(xué)。系統(tǒng)-指相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的元素構(gòu)成的整體。任何事物都是一個(gè)整體，大至宇 宙、世界、國(guó)家、復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程，小至一個(gè)單位、人、一個(gè)器件。如： 控制-是一種普遍現(xiàn)象，存在與一切事物之中。一個(gè)國(guó)家有法律、行政、經(jīng)濟(jì)、輿論等手段 人有大腦自動(dòng)機(jī)有內(nèi)部控制系統(tǒng)。 總：“控制論”就是要揭示包括機(jī)器、生物、社會(huì)在內(nèi)的各種不同的控制系統(tǒng)的共同規(guī)律。 是研究各種系統(tǒng)共同控制規(guī)律的科學(xué)，是方法論。 控制論產(chǎn)生的基礎(chǔ)： 來(lái)源于人們的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，有它產(chǎn)生的實(shí)踐基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。例如： 人類很早以前就利用水的勢(shì)差和風(fēng)的流動(dòng)作為能源的各種裝置，像“風(fēng)磨漏斗”、 “蒸汽機(jī)的調(diào)節(jié)器”。19世紀(jì)以來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以電信號(hào)傳遞信息為主的控制過(guò)程，如： 數(shù)控機(jī) 床、控制煉鋼等等。第二次世界大戰(zhàn)以前，在美國(guó)，一些不同學(xué)科的科學(xué)家自發(fā)地建立組織討論會(huì)，研究 他們共同感興趣的問(wèn)題，更多的是各學(xué)科之間的交叉問(wèn)題。維納參加了這樣的討論，得到了 啟迪，形成了控制論的思想基礎(chǔ)。維納是如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并創(chuàng)立這一全新的學(xué)科的呢？控制論中的三大要素： 同構(gòu)理論信息的流通、交換反饋機(jī)制 控制論中的同構(gòu)理論 人的有目的的活動(dòng) 具有控制功能的機(jī)器如：取物 如：火炮打敵機(jī)感覺(jué)器官：眼、耳 檢測(cè)機(jī)構(gòu)：雷達(dá)中樞決策器官：大腦 決策機(jī)構(gòu)：指揮儀效應(yīng)器官：手、腳 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：隨動(dòng)系統(tǒng) 小結(jié)：盡管機(jī)器與動(dòng)物在本質(zhì)上有著天壤之別，有著無(wú)生命與有生命的差別，但從機(jī)器控制的動(dòng)作和人的行為過(guò)程來(lái)看，他們有著相當(dāng)確切的“同構(gòu)性”，這就是在實(shí)現(xiàn)機(jī)器動(dòng)作和人的行為過(guò)程中，無(wú)一例外的經(jīng)過(guò)了上面三個(gè)環(huán)節(jié)。 問(wèn)題：究竟是什么東西使的盡管在質(zhì)的方面有著天壤之別的機(jī)器和人在行為活動(dòng)中，有如此相似的過(guò)程呢？這是控制要研究的中心問(wèn)題。 信息在控制中的作用 要使控制行為得以實(shí)現(xiàn)，就要求控制部分以某種方式給予受控部分以影響，受控部分就按照影響變化自己的行為，這種聯(lián)系和影響是什么？如：電、力、風(fēng)、生物電脈沖等等。共同點(diǎn)：控制內(nèi)容的消息-信息，正是控制部分和受控部分之間發(fā)生了這種信息的聯(lián)系、信息的運(yùn)動(dòng)，控制過(guò)程才得以實(shí)現(xiàn)?？刂七^(guò)程就是系統(tǒng)中信息運(yùn)動(dòng)的過(guò)程?？刂茩C(jī)工作，實(shí)際上就是以某種方式向機(jī)器發(fā)出信號(hào)，機(jī)器接受信息的地方叫輸入端。機(jī)器接受到控制信息產(chǎn)生一系列動(dòng)作，去完成指定工作，產(chǎn)生這些運(yùn)動(dòng)的地方叫執(zhí)行機(jī)構(gòu)或控制機(jī)構(gòu)。機(jī)器完成了指定的工作，產(chǎn)生出工作效果的地方叫輸出端。如：開(kāi)汽車(chē)用手取物方向盤(pán)手臂神經(jīng)輸入端轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)手臂、肌肉、大腦執(zhí)行機(jī)構(gòu)（控制機(jī)構(gòu)）車(chē)輪手指輸出端力生物電信息控制論所研究的課題之一，就是控制系統(tǒng)中信息運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性，控制的過(guò)程就是借助不同形式、不同載體的信息運(yùn)動(dòng)去指揮各種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換。問(wèn)題：控制過(guò)程是怎樣具體實(shí)現(xiàn)的呢？信息是以怎樣的形式實(shí)現(xiàn)控制和操縱的呢？ 控制的反饋機(jī)制 美國(guó)獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的一次戰(zhàn)役中，英國(guó)軍隊(duì)失敗的教訓(xùn)的啟發(fā)。英國(guó)軍隊(duì) 加拿大+紐約-薩拉托加 “雙向通訊”“雙向通訊”就是指有去有回，從而形成一個(gè)由兩條路組成的，而運(yùn)動(dòng)方向又相反的封閉路線。如：打電話控制理論中稱信息的雙向運(yùn)動(dòng)為“反饋聯(lián)系”?！胺答仭笔侵福嚎刂葡到y(tǒng)把信息傳輸出去后，又將信息的作用返回到控制系統(tǒng)，并對(duì)控制系統(tǒng)的再輸出產(chǎn)生影響。信息在這種循環(huán)往返的過(guò)程中，不斷改變內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)控制，這就是控制論所揭示的反饋機(jī)制。如：司機(jī)開(kāi)汽車(chē)反饋是如何調(diào)節(jié)控制行為的呢？反饋調(diào)節(jié)完全可以看成是一種原因與結(jié)果不斷相互作用的關(guān)系。反饋的兩種作用方式是控制論中要研究的主要問(wèn)題。反饋有兩種方式：正反饋、負(fù)反饋。定義：正反饋：凡是后輸出的信息與原輸出的信息起著相同的作用，使總的輸出增大的反饋調(diào)節(jié)。負(fù)反饋：凡是后輸出的信息與原輸出的信息起著相反的作用，使總的輸出減小的反饋調(diào)節(jié)。例：“發(fā)展生產(chǎn)與教育普及”雜技演員的平衡木表演海豚的超聲波定位 自動(dòng)控制的發(fā)展及現(xiàn)狀 以維納的控制論為標(biāo)志，1948年正式形成。三個(gè)時(shí)期：第一個(gè)時(shí)期 經(jīng)典控制理論時(shí)期 40年代末到50年代 單機(jī)自動(dòng)化 局部自動(dòng)化 單變量控制 自動(dòng)調(diào)節(jié)器 伺服系統(tǒng) 第二個(gè)時(shí)期 現(xiàn)代控制理論時(shí)期 60年代多變量控制 最優(yōu)控制 多種變化因素 航天系統(tǒng) 導(dǎo)彈系統(tǒng) 人造衛(wèi)星 第三個(gè)時(shí)期 大系統(tǒng)理論時(shí)期 70年代規(guī)模龐大 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 變量參數(shù)多 目標(biāo)不單一 生物系統(tǒng) 社會(huì)系統(tǒng) 機(jī)器人 發(fā)展前景： 向大系統(tǒng)理論發(fā)展 規(guī)模龐大 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 功能綜合 因數(shù)眾多 向智能控制系統(tǒng)發(fā)展 自組織 自學(xué)習(xí) 自修復(fù) 自繁殖控制理論已形成了以理論控制論為中心的四大分支（也有不同分法）：工程控制論 技術(shù)系統(tǒng) 工程系統(tǒng)生物控制論 生物系統(tǒng)社會(huì)控制論 社會(huì)系統(tǒng)智能控制論 思維系統(tǒng)控制論的基本概念和方法是人類認(rèn)識(shí)史上的一個(gè)飛躍，開(kāi)辟了認(rèn)識(shí)世界的新途徑。 1.1 自動(dòng)控制的基本原理及基本控制方式自動(dòng)控制 自動(dòng)控制指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象（如：機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）的某一物理量（或工作狀態(tài)）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行（或變化）。 例：化工過(guò)程的反應(yīng)塔 數(shù)控機(jī)床 雷達(dá)、指揮儀、火炮控制系統(tǒng) 人造地球衛(wèi)星 自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制系統(tǒng)是指能夠?qū)Ρ豢刂茖?duì)象的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)。 組成：控制裝置 對(duì)被控對(duì)象起控制作用的設(shè)備的總體。 被控對(duì)象 要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的機(jī)器、設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本方式：開(kāi)環(huán)控制 閉環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制是指控制裝置與被控對(duì)象之間只有順向作用而沒(méi)有反向聯(lián)系的控制。特點(diǎn)：信號(hào)流動(dòng)的單向性 無(wú)反饋開(kāi)環(huán)系統(tǒng)是指具有開(kāi)環(huán)控制方式的控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制發(fā)生作用。例1：電加熱爐 輸入信號(hào)：電流i(t) （時(shí)間的函數(shù)）控制裝置：開(kāi)關(guān)k，電阻絲被控對(duì)象：爐子輸出信號(hào)：爐溫T分析：工作原理抗干擾能力各個(gè)量之間的關(guān)系 特點(diǎn)：控制裝置只按照給定的輸入信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行單向的控制，被控對(duì)象的輸出不影響控制。例2：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的開(kāi)環(huán)控制 輸入信號(hào)：電壓v 控制裝置：電位器、功放、電動(dòng)機(jī) 被控對(duì)象：負(fù)載 輸出信號(hào)：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n 分析：工作原理 抗干擾能力 各個(gè)量之間的關(guān)系 特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由電位器控制 轉(zhuǎn)速對(duì)電位器上電壓的大小沒(méi)有影響 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)： a. 簡(jiǎn)單，給定一個(gè)輸入量，便對(duì)應(yīng)有一個(gè)輸出量。 b. 精度由元器件的精度和干擾決定。不具備修正由于干擾而引起的系統(tǒng)的偏差。因而使用受到限制。閉環(huán)控制 閉環(huán)控制是指控制裝置與被控對(duì)象之間既有順向作用，又有反向聯(lián)系的控制。 特點(diǎn)：信號(hào)流動(dòng)的雙向性 有反饋 閉環(huán)系統(tǒng)是指具有閉環(huán)控制方式的控制系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制發(fā)生作用，它可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜而又準(zhǔn)確的控制。 例1：電加熱爐的閉環(huán)控制方式 例2：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制的比較：a.穩(wěn)定性b.精度c.抗干擾d.結(jié)構(gòu)、功率復(fù)合控制 復(fù)合控制是指將開(kāi)環(huán)控制方式和閉環(huán)控制方式組合在一起的控制方式。實(shí)質(zhì)上，它是在閉環(huán)回路的基礎(chǔ)上，附加一個(gè)輸入信號(hào)或擾動(dòng)作用的順饋信號(hào)，以提高系統(tǒng)的精度。 復(fù)合控制=開(kāi)環(huán)控制+閉環(huán)控制常用的兩種復(fù)合控制形式：按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制 按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制直接控制與間接控制最優(yōu)控制自適應(yīng)控制智能控制魯棒控制 1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)示例及基本組成被控對(duì)象執(zhí)行機(jī)構(gòu)放大裝置檢測(cè)裝置比較裝置反饋裝置校正裝置輸入信號(hào)輸出信號(hào)擾動(dòng)信號(hào) 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類常用的分類：按數(shù)學(xué)模型分 線性系統(tǒng) 非線性系統(tǒng)按控制方式分 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)按時(shí)間概念分 定常系統(tǒng) 時(shí)變系統(tǒng)按信號(hào)的性質(zhì)分 連續(xù)系統(tǒng) 離散系統(tǒng)按輸入輸出信號(hào)的數(shù)量分 單輸入單輸出系統(tǒng) 多輸入多輸出系統(tǒng)按系統(tǒng)參數(shù)分布特征分 集中參數(shù)系統(tǒng) 分布參數(shù)系統(tǒng)按元件類型分類 機(jī)電系統(tǒng) 氣動(dòng)系統(tǒng) 液壓系統(tǒng) 生物系統(tǒng)按系統(tǒng)功用分類 溫度控制系統(tǒng) 位置控制系統(tǒng)一般地，為了全面的反映自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，常常將上述各類分類方法組合應(yīng)用。在工程控制系統(tǒng)中以下幾點(diǎn)要注意： 嚴(yán)格地講，任何的實(shí)際系統(tǒng)都是非線性的，只是形式不同、程度不同。 非線性系統(tǒng)分為：本質(zhì)非線性 不能線性化處理，用特殊的研究方法非本質(zhì)非線性 線性化處理后，用線性系統(tǒng)的理論研究 嚴(yán)格地講，任何實(shí)際系統(tǒng)都是時(shí)變的，系統(tǒng)的參數(shù)總會(huì)隨時(shí)間的變化。 嚴(yán)格地講，任何實(shí)際系統(tǒng)都存在隨機(jī)性。 1.4 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求系統(tǒng)能正常工作 穩(wěn) 穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定性又好 準(zhǔn) 準(zhǔn)確 穩(wěn)態(tài)（終態(tài) 靜態(tài)） 穩(wěn)態(tài)性又快 狠 快速 動(dòng)態(tài)（瞬態(tài) 暫態(tài)） 動(dòng)態(tài)性穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)能正常工作的先決條件，任何系統(tǒng)只有在穩(wěn)定的情況下才有可能正常工作。 系統(tǒng)的穩(wěn)定是有域度的，也稱為穩(wěn)定裕度。穩(wěn)定裕度越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度越深，系統(tǒng)抗干擾的能力就越強(qiáng)。穩(wěn)態(tài)性 理論上講控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能是指時(shí)系統(tǒng)的性能。但通常地是將系統(tǒng)引到一個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)時(shí)的性能稱為穩(wěn)態(tài)性。通常它由穩(wěn)態(tài)精度來(lái)描述和刻劃，亦稱為穩(wěn)態(tài)誤差。這里誤差是指希望輸出與實(shí)際輸出的差別。動(dòng)態(tài)性 動(dòng)態(tài)性能是指系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)，即過(guò)渡過(guò)程的性能。過(guò)渡過(guò)程的性能主要由快速性能和振蕩性能來(lái)描述。一般的對(duì)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，快速性是越快越好，振蕩性是越小越好，有的系統(tǒng)不允許有振蕩。如：火炮系統(tǒng)的快速性很重要車(chē)床的給進(jìn)系統(tǒng)不允許有振蕩 1.5 典型輸入信號(hào)為什么要有典型輸入信號(hào)？什么是典型輸入信號(hào)？常用的典型輸入信號(hào)：脈沖信號(hào)階躍信號(hào)速度信號(hào)加速度信號(hào)正弦信號(hào)拉氏變換的有關(guān)定理 1.6控制系統(tǒng)示例第一章小結(jié)專心-專注-專業(yè)