电子工业出版社：《自动控制原理》教材教学资源（PPT课件讲稿）第1章 引论（谢克明）

自动控制原理 谢克明主编 电子工业出版社

自动控制原理 谢克明 主编 电子工业出版社

第1章引论 内容提要 自动控制理论是自动化学科的重要理 论基础,专门研究有关自动控制系统中基 本概念、基本原理和基本方法。本章介绍 了开环控制和闭环控制,控制系统的基本 原理和组成,控制系统的类型,以及对控 制系统的基本要求

自动控制理论是自动化学科的重要理 论基础，专门研究有关自动控制系统中基 本概念、基本原理和基本方法。本章介绍 了开环控制和闭环控制，控制系统的基本 原理和组成，控制系统的类型，以及对控 制系统的基本要求。 第1章 引 论 内 容 提 要

知识要点 开环控制,闭环控制,控制装置 被控对象,稳定性,稳态误差,动态 特性, MATLAB的基础知识

开环控制，闭环控制，控制装置， 被控对象 ，稳定性，稳态误差，动态 特性，MATLAB的基础知识。 知 识 要 点

自动控制和人工控制的基本原理是相同的 们都是建立在“测量偏差,修正偏差”的基础 上,并且为了测量偏差,必须把系统的实际输出反 馈到输入端。自动控制和人工控制的区别在于自 动控制用控制器代替人完成控制。总之,所谓自 动控制就是在没有人直接参与的情况下,利用控 制装置使被控对象中某一物理量或数个物理量准 确地按照预定的要求规律变化

自动控制和人工控制的基本原理是相同的, 它们都是建立在“测量偏差,修正偏差”的基础 上,并且为了测量偏差,必须把系统的实际输出反 馈到输入端。自动控制和人工控制的区别在于自 动控制用控制器代替人完成控制。总之,所谓自 动控制就是在没有人直接参与的情况下,利用控 制装置使被控对象中某一物理量或数个物理量准 确地按照预定的要求规律变化

目录 §1.1开环控制和闭环控制 §1.2自动控制系统的组成及术语 §1.3自动控制系统的类型 今514自动控制系统性能的基本要求 §1.5自动控制课程的主要任务 §1.6自动控制系统实例 令小结 第1章引论

第1章 引 论 ❖ § 1.1 开环控制和闭环控制 ❖ § 1.2 自动控制系统的组成及术语 ❖ § 1.3 自动控制系统的类型 ❖ § 1.4 自动控制系统性能的基本要求 ❖ § 1.5 自动控制课程的主要任务 ❖ § 1.6 自动控制系统实例 ❖小 结 目 录

§1.1开环控制和闭环控制 1.1.1开环控制 开环控制系统是指无被控量反馈的控制系统,即 需要控制的是被控对象的某一量(被控量),而测量的 只是给定信号被控量对于控制作用没有任何影响的 系统。结构如图所示。 干扰 输入量控制装置 被控量 被控对象

§1.1 开环控制和闭环控制 1.1.1 开环控制 开环控制系统是指无被控量反馈的控制系统,即 需要控制的是被控对象的某一量(被控量),而测量的 只是给定信号,被控量对于控制作用没有任何影响的 系统。结构如图所示

信号由给定值至被控量单向传递。这种控制 较简单,但有较大的缺陷,即对象或控制装置受到干 扰,或工作中特性参数发生变化,会直接影响被控量, 而无法自动补偿。因此,系统的控制精度难以保证。 从另一种意义理解,意味着对受控对象和其它控制 元件的技术要求较高。如数控线切割机进给系统、 包装机等多为开环控制 第1章引论

第1章 引 论 信号由给定值至被控量单向传递。这种控制 较简单,但有较大的缺陷,即对象或控制装置受到干 扰,或工作中特性参数发生变化,会直接影响被控量, 而无法自动补偿。因此,系统的控制精度难以保证。 从另一种意义理解,意味着对受控对象和其它控制 元件的技术要求较高。如数控线切割机进给系统、 包装机等多为开环控制

1.1.2闭环控制(反馈控制) 闭环控制的定义是有被控制量反馈的控制,其 原理框如图所示。从系统中信号流向看,系统的输 出信号沿反馈通道又回到系统的输入端,构成闭合 通道故称闭环控制系统或反馈控制系统 输入量 控制装置 被控对被控量 (或过程) 测量元件

1.1.2 闭环控制(反馈控制) 闭环控制的定义是有被控制量反馈的控制,其 原理框如图所示。从系统中信号流向看,系统的输 出信号沿反馈通道又回到系统的输入端,构成闭合 通道,故称闭环控制系统,或反馈控制系统

这种控制方式,无论是由于干扰造成,还是由于 结构参数的变化引起被控量出现偏差,系统就利用 偏差去纠正偏差,故这种控制方式为按偏差调节。 闭环控制系统的突出优点是利用偏差来纠正 偏差,使系统达到较高的控制精度。但与开环控制 系统比较,闭环系统的结构比较复杂,构造比较困难。 需要指出的是,由于闭环控制存在反馈信号,利用偏 差进行控制,如果设计得不好将会使系统无法正常 和稳定地工作。另外控制系统的精度与系统的稳 定性之间也常常存在矛盾。 第1章引论

第1章 引 论 这种控制方式,无论是由于干扰造成,还是由于 结构参数的变化引起被控量出现偏差,系统就利用 偏差去纠正偏差,故这种控制方式为按偏差调节。 闭环控制系统的突出优点是利用偏差来纠正 偏差,使系统达到较高的控制精度。但与开环控制 系统比较,闭环系统的结构比较复杂,构造比较困难。 需要指出的是,由于闭环控制存在反馈信号,利用偏 差进行控制,如果设计得不好,将会使系统无法正常 和稳定地工作。另外,控制系统的精度与系统的稳 定性之间也常常存在矛盾

开环控制和闭环控制方式各有优缺点,在实际工 程中应根据工程要求及具体情况来决定。如果事 先预知输入量的变化规律,又不存在外部和内部参 数的变化,则采用开环控制较好。如果对系统外部 干扰无法预测系统内部参数又经常变化为保证控 制精度,采用闭环控制则更为合适。如果对系统的 性能要求比较髙,为了解决闭环控制精度与稳定性 之间的矛盾可以采用开环控制与闭环控制相结合 的复合控制系统。 返回 第1章引论

第1章 引 论 开环控制和闭环控制方式各有优缺点,在实际工 程中应根据工程要求及具体情况来决定。如果事 先预知输入量的变化规律,又不存在外部和内部参 数的变化,则采用开环控制较好。如果对系统外部 干扰无法预测,系统内部参数又经常变化,为保证控 制精度,采用闭环控制则更为合适。如果对系统的 性能要求比较高,为了解决闭环控制精度与稳定性 之间的矛盾,可以采用开环控制与闭环控制相结合 的复合控制系统。 返回