上海交通大学：《自动控制理论（经典控制部分）》课程教学资源（课件讲稿）01 自动控制的基本原理

自动控制的基本原理 基本概念 典型测试信号 拉普拉斯变换

自动控制的基本原理 基本概念 典型测试信号 拉普拉斯变换

课程内容 ■介绍自动控制的基本概念 ■了解常用的典型测试信号 ■复习拉普拉斯变换知识

课程内容 „ 介绍自动控制的基本概念 „ 了解常用的典型测试信号 „ 复习拉普拉斯变换知识

自动控制的应用 ■航天、航空、国防 ■宇宙飞船，飞机驾驶系统 ■导弹制导，雷达，火炮自动跟踪系统 ■工业 ·仪器仪表，数控机床，CMS ■农业 ■温室控制系统 ■日常生活 。家用电器

自动控制的应用 „ 航天、航空、国防 „ 宇宙飞船，飞机驾驶系统 „ 导弹制导，雷达，火炮自动跟踪系统 „ 工业 „ 仪器仪表，数控机床，CIMS „ 农业 „ 温室控制系统 „ 日常生活 „ 家用电器

应用自动化技术的好处 提高产品质量 ■降低生产成本 ■提高生产效率 ■扩大劳动生产力 ■改善工作条件 ·减少劳动强度

应用自动化技术的好处 „ 提高产品质量 „ 降低生产成本 „ 提高生产效率 „ 扩大劳动生产力 „ 改善工作条件 „ 减少劳动强度

什么是自动控制？ 不需要人的直接参与，利用控制装 置使被控对象按照预定的规律变化。 ■控制装置 ·称为控制器 ■被控对象 ·可以是温度、压力、流量、速度、PH值 ·也可以是一个生产过程

什么是自动控制？ 不需要人的直接参与，利用控制装 置使被控对象按照预定的规律变化。 „ 控制装置 „ 称为控制器 „ 被控对象 „ 可以是温度、压力、流量、速度、PH 值 „ 也可以是一个生产过程

控制系统 为了实现自动控制目的，由相互制约 的各部分按一定规律组成的具有特定功 能的整体

控制系统 为了实现自动控制目的，由相互制约 的各部分按一定规律组成的具有特定功 能的整体

控制系统的组成 输入 输出 控制统 ■输入 ·给出系统的控制目标 ■通过输入信号体现人的意志 ■控制系统 ·对有关信号进行处理 ■发出控制信号，驱动被控对象 ■输出 ·反映被控对象的运行状态

控制系统的组成 „ 输入 „ 给出系统的控制目标 „ 通过输入信号体现人的意志 „ 控制系统 „ 对有关信号进行处理 „ 发出控制信号，驱动被控对象 „ 输出 „ 反映被控对象的运行状态 输入 输出 控制系统

自动控制研究的内容 ■从物理角度上看 ·在特定激励作用下 ■系统响应的变化情况 ·从数学角度上看 ■输入与输出之间的映射关系

自动控制研究的内容 „ 从物理角度上看 „ 在特定激励作用下 „ 系统响应的变化情况 „ 从数学角度上看 „ 输入与输出之间的映射关系

人工控制恒温箱 温度计 ■控制目标 ■使炉温保持期望的数值 炉子 ■控制过程 电热丝 调压器 ·炉温低于期望值时 a ■手动调节调压器的滑动触头，使之向右移动 ·提高电热丝两端的电压，增加电流，提高温度 ·炉温高于期望值时 ■执行相反的操作过程 ■将炉温控制在期望的范围内

人工控制恒温箱 „ 控制目标 „ 使炉温保持期望的数值 „ 控制过程 „ 炉温低于期望值时 „ 手动调节调压器的滑动触头，使之向右移动 „ 提高电热丝两端的电压，增加电流，提高温度 „ 炉温高于期望值时 „ 执行相反的操作过程 „ 将炉温控制在期望的范围内 调压器 温度计 电热丝 炉子 220

人工控制过程：测量，比较，执行 输入信号 脑 放人，执行 被控对象 输出信号 (计算，出较) (平臂，平) 电热丝，炉千) (期里炉温) (实际炉温) 测量 (眼暗) 眼睛 ■传感器 ·测量得到实际炉温（输出信号） ■大脑 ·计算机 ■计算实际炉温与期望炉温的差异（误差信号）

人工控制过程：测量，比较，执行 „ 眼睛 „ 传感器 „ 测量得到实际炉温（输出信号） „ 大脑 „ 计算机 „ 计算实际炉温与期望炉温的差异（误差信号）